KR102384228B1 - Semiconductor laser resonator and Semiconductor laser device having the same - Google Patents
Semiconductor laser resonator and Semiconductor laser device having the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR102384228B1 KR102384228B1 KR1020150138004A KR20150138004A KR102384228B1 KR 102384228 B1 KR102384228 B1 KR 102384228B1 KR 1020150138004 A KR1020150138004 A KR 1020150138004A KR 20150138004 A KR20150138004 A KR 20150138004A KR 102384228 B1 KR102384228 B1 KR 102384228B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- gain medium
- layer
- medium layer
- semiconductor laser
- laser resonator
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/1003—Waveguide having a modified shape along the axis, e.g. branched, curved, tapered, voids
- H01S5/1017—Waveguide having a void for insertion of materials to change optical properties
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
- H01S5/34—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers
- H01S5/3407—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers characterised by special barrier layers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
- H01S5/24—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a grooved structure, e.g. V-grooved, crescent active layer in groove, VSIS laser
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/0206—Substrates, e.g. growth, shape, material, removal or bonding
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/04—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
- H01S5/042—Electrical excitation ; Circuits therefor
- H01S5/0425—Electrodes, e.g. characterised by the structure
- H01S5/04254—Electrodes, e.g. characterised by the structure characterised by the shape
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/065—Mode locking; Mode suppression; Mode selection ; Self pulsating
- H01S5/0651—Mode control
- H01S5/0653—Mode suppression, e.g. specific multimode
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/1003—Waveguide having a modified shape along the axis, e.g. branched, curved, tapered, voids
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/1042—Optical microcavities, e.g. cavity dimensions comparable to the wavelength
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/1053—Comprising an active region having a varying composition or cross-section in a specific direction
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/1071—Ring-lasers
- H01S5/1075—Disk lasers with special modes, e.g. whispering gallery lasers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
- H01S5/2004—Confining in the direction perpendicular to the layer structure
- H01S5/2018—Optical confinement, e.g. absorbing-, reflecting- or waveguide-layers
- H01S5/2027—Reflecting region or layer, parallel to the active layer, e.g. to modify propagation of the mode in the laser or to influence transverse modes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
- H01S5/32—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures
- H01S5/3211—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures characterised by special cladding layers, e.g. details on band-discontinuities
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
- H01S5/34—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers
- H01S5/343—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
- H01S5/34—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers
- H01S5/347—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIBVI compounds, e.g. ZnCdSe- laser
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S2301/00—Functional characteristics
- H01S2301/16—Semiconductor lasers with special structural design to influence the modes, e.g. specific multimode
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S2301/00—Functional characteristics
- H01S2301/17—Semiconductor lasers comprising special layers
- H01S2301/176—Specific passivation layers on surfaces other than the emission facet
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/04—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
- H01S5/042—Electrical excitation ; Circuits therefor
- H01S5/0425—Electrodes, e.g. characterised by the structure
- H01S5/04252—Electrodes, e.g. characterised by the structure characterised by the material
- H01S5/04253—Electrodes, e.g. characterised by the structure characterised by the material having specific optical properties, e.g. transparent electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/04—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
- H01S5/042—Electrical excitation ; Circuits therefor
- H01S5/0425—Electrodes, e.g. characterised by the structure
- H01S5/04256—Electrodes, e.g. characterised by the structure characterised by the configuration
- H01S5/04257—Electrodes, e.g. characterised by the structure characterised by the configuration having positive and negative electrodes on the same side of the substrate
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/1028—Coupling to elements in the cavity, e.g. coupling to waveguides adjacent the active region, e.g. forward coupled [DFC] structures
- H01S5/1032—Coupling to elements comprising an optical axis that is not aligned with the optical axis of the active region
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/1082—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region with a special facet structure, e.g. structured, non planar, oblique
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
- H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
- H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
- H01S5/2205—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure comprising special burying or current confinement layers
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Geometry (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
외부로부터 에너지를 흡수하여 레이저광을 발생시키는 반도체 레이저 공진기가 개시된다. 반도체 레이저 공진기는 반도체 물질을 포함하며, 적어도 하나의 트렌치에 의해 상부에 돌출되게 마련되는 적어도 하나의 돌출부를 포함하는 이득 매질층을 구비한다. 여기서, 상기 적어도 하나의 돌출부 중 적어도 하나의 내부에 상기 레이저광이 정상파로 구속될 수 있다. Disclosed is a semiconductor laser resonator that generates laser light by absorbing energy from the outside. A semiconductor laser resonator includes a layer of a gain medium comprising a semiconductor material and comprising at least one protrusion provided to protrude thereon by at least one trench. Here, the laser light may be confined to the inside of at least one of the at least one protrusion as a standing wave.
Description
반도체 레이저에 관한 것으로, 상세하게는 공진 모드의 선택 이나 분리가 가능한 반도체 레이저 공진기 및 이를 포함하는 반도체 레이저 소자에 관한 것이다.To a semiconductor laser, and more particularly, to a semiconductor laser resonator capable of selecting or separating a resonance mode, and a semiconductor laser device including the same.
반도체 레이저 소자에서 반도체 레이저 공진기는 광 이득을 얻기 위한 가장 핵심적인 부분으로서, 그 이득 매질은 일반적으로 원형의 디스크 형상 또는 직육면체 형상을 가지고 있으며, 이러한 이득 매질 주위에는 금속이나 유전체로 덮혀져 있다. 그러나, 이와 같은 구조의 반도체 레이저 공진기에서 발생되는 공진 모드들(resonant modes)은 그 개수도 많고, 복잡한 형태를 가지고 있다. In a semiconductor laser device, a semiconductor laser resonator is the most essential part for obtaining an optical gain, and the gain medium generally has a circular disk shape or a rectangular parallelepiped shape, and the gain medium is covered with a metal or a dielectric material. However, the number of resonant modes generated in the semiconductor laser resonator having such a structure is large and has a complex shape.
공진 모드의 선택 이나 분리가 가능한 반도체 레이저 공진기와 이를 포함하는 반도체 레이저 소자를 제공한다.A semiconductor laser resonator capable of selecting or separating a resonance mode and a semiconductor laser device including the same are provided.
일 측면에 있어서, In one aspect,
외부로부터 에너지를 흡수하여 레이저광을 발생시키는 반도체 레이저 공진기에 있어서,In a semiconductor laser resonator that absorbs energy from the outside to generate laser light,
반도체 물질을 포함하고, 적어도 하나의 트렌치에 의해 상부에 돌출되게 마련되는 적어도 하나의 돌출부를 포함하는 이득 매질층(gain medium layer)을 구비하고,a gain medium layer comprising a semiconductor material and comprising at least one protrusion provided to protrude thereon by at least one trench;
상기 적어도 하나의 돌출부 중 적어도 하나의 내부에 상기 레이저광이 정상파(standing wave)로 구속(confinement)되는 반도체 레이저 공진기가 제공된다.A semiconductor laser resonator is provided in which the laser light is confined to a standing wave in at least one of the at least one protrusion.
상기 반도체 레이저 공진기는 상기 이득 매질층의 외부에 마련되어 상기 이득 매질층에서 발생되는 레이저광을 구속시키는 금속층을 더 포함할 수 있다. 그리고, 상기 반도체 레이저 공진기는 상기 이득 매질층과 상기 금속층 사이에 마련되어 상기 이득 매질층에서 발생되는 레이저광의 광손실을 완충시키는 버퍼층(buffer layer)을 더 포함할 수 있다. The semiconductor laser resonator may further include a metal layer provided outside the gain medium layer to confine laser light generated from the gain medium layer. The semiconductor laser resonator may further include a buffer layer provided between the gain medium layer and the metal layer to buffer optical loss of laser light generated from the gain medium layer.
상기 반도체 레이저 공진기는 상기 이득 매질층의 외부에 마련되어 상기 이득 매질층에서 발생되는 레이저광을 구속시키며, 상기 이득 매질층과는 다른 굴절률을 가지는 유전체층을 더 포함할 수 있다. The semiconductor laser resonator may further include a dielectric layer provided outside the gain medium layer to constrain laser light generated from the gain medium layer, and having a refractive index different from that of the gain medium layer.
상기 이득 매질층의 하부에도 상기 레이저광이 구속될 수 있다. The laser light may also be confined to a lower portion of the gain medium layer.
상기 이득 매질층은 원통 형상 또는 직육면체 형상을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 트렌치는 선형, 원형, 다각형 및 환형(ring shape) 중 적어도 하나의 평면 형상을 포함할 수 있다. The gain medium layer may have a cylindrical shape or a rectangular parallelepiped shape. In addition, the trench may include at least one of a linear shape, a circular shape, a polygonal shape, and a ring shape.
상기 적어도 하나의 돌출부는 상기 이득 매질층의 외곽을 따라 배치되는 적어도 하나의 제1 돌출부를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 적어도 하나의 돌출부는 상기 적어도 하나의 제1 돌출부의 내측에 마련되는 적어도 하나의 제2 돌출부를 더 포함할 수 있다. The at least one protrusion may include at least one first protrusion disposed along an periphery of the gain medium layer. In addition, the at least one protrusion may further include at least one second protrusion provided inside the at least one first protrusion.
상기 이득 매질층은 활성층을 포함할 수 있다. 상기 활성층은 Ⅲ-Ⅴ족 반도체 물질, Ⅱ-Ⅵ족 반도체 물질 및 양자점(Quantum Dots) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 이득 매질층은 상기 활성층의 상면에 마련되는 상부 클래드층 및 상기 활성층의 하면에 마련되는 하부 클래드층을 더 포함할 수 있다. The gain medium layer may include an active layer. The active layer may include at least one of a III-V semiconductor material, a II-VI semiconductor material, and quantum dots. The gain medium layer may further include an upper clad layer provided on an upper surface of the active layer and a lower clad layer provided on a lower surface of the active layer.
상기 반도체 레이저 공진기는 상기 이득 매질층의 상면에 마련되는 제1 컨택층 및 상기 이득 매질층의 하면에 마련되는 제2 컨택층을 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제1 컨택층은 상기 적어도 하나의 돌출부에 대응되도록 마련될 수 있다. The semiconductor laser resonator may further include a first contact layer provided on an upper surface of the gain medium layer and a second contact layer provided on a lower surface of the gain medium layer. Here, the first contact layer may be provided to correspond to the at least one protrusion.
다른 측면에 있어서,In another aspect,
기판; 및Board; and
상기 기판에 마련되는 것으로, 외부로부터 에너지를 흡수하여 레이저광을 발생시키는 반도체 레이저 공진기;를 포함하고,A semiconductor laser resonator that is provided on the substrate and generates laser light by absorbing energy from the outside;
상기 반도체 레이저 공진기는,The semiconductor laser resonator,
반도체 물질을 포함하고, 적어도 하나의 트렌치에 의해 상부에 돌출되게 마련되는 적어도 하나의 돌출부를 포함하는 이득 매질층을 구비하며,a gain medium layer comprising semiconductor material and comprising at least one protrusion provided to protrude thereon by at least one trench;
상기 적어도 하나의 돌출부 중 적어도 하나의 내부에 상기 레이저광이 정상파로 구속되는 반도체 레이저 소자가 제공된다.There is provided a semiconductor laser device in which the laser light is constrained as a standing wave in at least one of the at least one protrusion.
상기 반도체 레이저 공진기는 상기 이득 매질층의 외부에 마련되어 상기 이득 매질층에서 발생되는 레이저광을 구속시키는 금속층을 더 포함할 수 있다. 그리고, 상기 반도체 레이저 공진기는 상기 이득 매질층과 상기 금속층 사이에 마련되어 상기 이득 매질층에서 발생되는 레이저광의 광손실을 완충시키는 버퍼층(buffer layer)을 더 포함할 수 있다. The semiconductor laser resonator may further include a metal layer provided outside the gain medium layer to confine laser light generated from the gain medium layer. The semiconductor laser resonator may further include a buffer layer provided between the gain medium layer and the metal layer to buffer optical loss of laser light generated from the gain medium layer.
상기 반도체 레이저 공진기는 상기 이득 매질층의 외부에 마련되어 상기 이득 매질층에서 발생되는 레이저광을 구속시키며, 상기 이득 매질층과는 다른 굴절률을 가지는 유전체층을 더 포함할 수 있다. The semiconductor laser resonator may further include a dielectric layer provided outside the gain medium layer to constrain laser light generated from the gain medium layer, and having a refractive index different from that of the gain medium layer.
상기 적어도 하나의 돌출부는 상기 이득 매질층의 외곽을 따라 배치되는 적어도 하나의 제1 돌출부를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 적어도 하나의 돌출부는 상기 적어도 하나의 제1 돌출부의 내측에 마련되는 적어도 하나의 제2 돌출부를 더 포함할 수 있다. The at least one protrusion may include at least one first protrusion disposed along an periphery of the gain medium layer. In addition, the at least one protrusion may further include at least one second protrusion provided inside the at least one first protrusion.
상기 이득 매질층은 활성층을 포함할 수 있다. 상기 활성층은 Ⅲ-Ⅴ족 반도체 물질, Ⅱ-Ⅵ족 반도체 물질 및 양자점(Quantum Dots) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 이득 매질층은 상기 활성층의 상면에 마련되는 상부 클래드층 및 상기 활성층의 하면에 마련되는 하부 클래드층을 더 포함할 수 있다. The gain medium layer may include an active layer. The active layer may include at least one of a III-V semiconductor material, a II-VI semiconductor material, and quantum dots. The gain medium layer may further include an upper clad layer provided on an upper surface of the active layer and a lower clad layer provided on a lower surface of the active layer.
상기 반도체 레이저 공진기는 상기 이득 매질층의 상면에 마련되는 제1 컨택층 및 상기 이득 매질층의 하면에 마련되는 제2 컨택층을 더 포함할 수 있다. 상기 반도체 레이저 소자는 상기 제1 컨택층 및 상기 제2 컨택층과 전기적으로 연결되는 복수의 전극을 더 포함할 수 있다. The semiconductor laser resonator may further include a first contact layer provided on an upper surface of the gain medium layer and a second contact layer provided on a lower surface of the gain medium layer. The semiconductor laser device may further include a plurality of electrodes electrically connected to the first contact layer and the second contact layer.
실시예들에 의하면, 반도체 레이저 공진기의 상부에 적어도 하나의 트렌치를 형성함으로써 이득 매질층에서 발생되는 레이저광을 트렌치에 의해 정의되는 적어도 하나의 돌출부 내부에 정상파로 구속할 수 있다. 이에 따라, 원하는 공진 모드만을 선택할 수 있고, 원하지 않는 공진모드들을 제거하거나 또는 원하는 공진 모드로부터 멀리 떨어뜨려 분리할 수 있다. 따라서, 레이저 공진기의 Q-factor도 향상시킬 수 있다. 이러한 공진 모드의 선택 및/또는 분리는 트렌치의 개수, 형상, 크기 또는 각도 등을 변화시킴으로써 조절될 수 있다. 그리고, 이득 매질층의 외부에 금속층이나 이득 매질층과 다른굴절률을 가지는 유전체층을 마련함으로써 이득 매질층에서 발생되는 레이저광을 효율적으로 구속할 수 있다.According to embodiments, by forming at least one trench in the upper portion of the semiconductor laser resonator, laser light generated from the gain medium layer may be confined as a standing wave inside at least one protrusion defined by the trench. Accordingly, only a desired resonance mode can be selected, and unwanted resonance modes can be removed or separated away from the desired resonance mode. Accordingly, the Q-factor of the laser resonator can also be improved. The selection and/or separation of these resonant modes may be controlled by changing the number, shape, size, or angle of the trenches. In addition, by providing a metal layer or a dielectric layer having a refractive index different from that of the gain medium layer on the outside of the gain medium layer, laser light generated from the gain medium layer can be efficiently restrained.
도 1은 예시적인 실시예에 따른 반도체 레이저 소자를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 이득매질층을 도시한 사시도이다.
도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ'선을 따라 본 단면도이다.
도 4는 다른 예시적인 실시예에 따른 반도체 레이저 소자의 단면도이다.
도 5는 다른 예시적인 실시예에 따른 반도체 레이저 소자의 단면도이다.
도 6은 다른 예시적인 실시예에 따른 반도체 레이저 소자의 단면도이다.
도 7a 및 도 7b는 다른 예시적인 실시예에 따른 반도체 레이저 공진기들을 도시한 것이다.
도 8a 및 도 8b는 다른 예시적인 실시예에 따른 반도체 레이저 공진기들을 도시한 것이다.
도 9a 및 도 9b는 다른 예시적인 실시예에 따른 반도체 레이저 공진기들을 도시한 것이다.
도 10a 내지 도 10c는 다른 예시적인 실시예에 따른 반도체 레이저 공진기들을 도시한 것이다.
도 11a 및 도 11b는 다른 예시적인 실시예에 따른 반도체 레이저 공진기들을 도시한 것이다.
도 12a 및 도 12b는 다른 예시적인 실시예에 따른 반도체 레이저 공진기들을 도시한 것이다.
도 13a 내지 도 13c는 기존 반도체 레이저 공진기의 FDTD(Finite Difference Time Domain) 시뮬레이션 모델링 구조를 도시한 것이다.
도 14는 도 13a 내지 도 13c에 도시된 반도체 레이저 공진기의 내부 구조를 도시한 단면도이다.
도 15는 도 13a 내지 도 13c에 도시된 반도체 레이저 공진기에서 발생되는 TE 모드 레이저광의 스펙트럼을 도시한 것이다.
도 16a 내지 도 16g는 도 13a 내지 도 13c에 도시된 반도체 레이저 공진기에서 발생되는 TE 모드 레이저광의 전기장의 세기 분포들을 도시한 것이다.
도 17은 13a 내지 도 13c에 도시된 반도체 레이저 공진기에서 발생되는 TM 모드 레이저광의 스펙트럼을 도시한 것이다.
도 18a 내지 도 18d는 예시적인 실시예에 따른 반도체 레이저 공진기의 FDTD 시뮬레이션 모델링 구조를 도시한 것이다.
도 19는 도 18a 내지 도 18d에 도시된 반도체 레이저 공진기의 내부 구조를 도시한 단면도이다.
도 20은 도 18a 내지 도 18d에 도시된 반도체 레이저 공진기에서 발생되는 TE 모드 레이저광의 스펙트럼을 도시한 것이다.
도 21a 내지 도 21d는 도 18a 내지 도 18d에 도시된 반도체 레이저 공진기에서 발생되는 TE 모드 레이저광의 전기장의 세기 분포들을 도시한 것이다.
도 22는 도 18a 내지 도 18d에 도시된 반도체 레이저 공진기에서 발생되는 TE 모드 레이저광의 스펙트럼을 도시한 것이다.
도 23a 및 도 23b는 도 18a 내지 도 18d에 도시된 반도체 레이저 공진기에서 발생되는 TM 모드 레이저광의 스펙트럼을 도시한 것이다.
도 24a 내지 도 24d는 다른 예시적인 실시예에 따른 반도체 레이저 공진기의 FDTD 시뮬레이션 모델링 구조를 도시한 것이다.
도 25는 도 24a 내지 도 24d에 도시된 반도체 레이저 공진기에서 발생되는 TE 모드 레이저광의 스펙트럼을 도시한 것이다.
도 26a 내지 도 26f는 도 24a 내지 도 24d에 도시된 반도체 레이저 공진기에서 발생되는 TE 모드 레이저광의 전기장의 세기 분포들을 도시한 것이다.
도 27은 도 24a 내지 도 24d에 도시된 반도체 레이저 공진기에서 발생되는 TE 모드 레이저광의 스펙트럼을 도시한 것이다.
도 28a 및 도 28b는 도 24a 내지 도 24d에 도시된 반도체 레이저 공진기에서 발생되는 TM 모드 레이저광의 스펙트럼을 도시한 것이다.1 is a perspective view schematically showing a semiconductor laser device according to an exemplary embodiment.
FIG. 2 is a perspective view illustrating the gain medium layer shown in FIG. 1 .
3 is a cross-sectional view taken along line III-III' of FIG. 1 .
4 is a cross-sectional view of a semiconductor laser device according to another exemplary embodiment.
5 is a cross-sectional view of a semiconductor laser device according to another exemplary embodiment.
6 is a cross-sectional view of a semiconductor laser device according to another exemplary embodiment.
7A and 7B show semiconductor laser resonators according to another exemplary embodiment.
8A and 8B show semiconductor laser resonators according to another exemplary embodiment.
9A and 9B show semiconductor laser resonators according to another exemplary embodiment.
10A to 10C show semiconductor laser resonators according to another exemplary embodiment.
11A and 11B show semiconductor laser resonators according to another exemplary embodiment.
12A and 12B show semiconductor laser resonators according to another exemplary embodiment.
13A to 13C are diagrams illustrating a Finite Difference Time Domain (FDTD) simulation modeling structure of a conventional semiconductor laser resonator.
14 is a cross-sectional view illustrating an internal structure of the semiconductor laser resonator shown in FIGS. 13A to 13C.
FIG. 15 shows spectra of TE mode laser light generated by the semiconductor laser resonator shown in FIGS. 13A to 13C.
16A to 16G show intensity distributions of electric fields of TE mode laser light generated in the semiconductor laser resonator shown in FIGS. 13A to 13C.
FIG. 17 shows spectra of TM mode laser light generated by the semiconductor laser resonator shown in FIGS. 13A to 13C.
18A to 18D show an FDTD simulation modeling structure of a semiconductor laser resonator according to an exemplary embodiment.
19 is a cross-sectional view illustrating an internal structure of the semiconductor laser resonator shown in FIGS. 18A to 18D.
FIG. 20 shows the spectrum of TE mode laser light generated by the semiconductor laser resonator shown in FIGS. 18A to 18D.
21A to 21D show intensity distributions of electric fields of TE mode laser light generated in the semiconductor laser resonator shown in FIGS. 18A to 18D.
FIG. 22 shows the spectrum of TE mode laser light generated by the semiconductor laser resonator shown in FIGS. 18A to 18D.
23A and 23B show spectra of TM mode laser light generated by the semiconductor laser resonator shown in FIGS. 18A to 18D.
24A to 24D are diagrams illustrating an FDTD simulation modeling structure of a semiconductor laser resonator according to another exemplary embodiment.
FIG. 25 shows the spectrum of TE mode laser light generated by the semiconductor laser resonator shown in FIGS. 24A to 24D.
26A to 26F show intensity distributions of electric fields of TE mode laser light generated in the semiconductor laser resonator shown in FIGS. 24A to 24D.
FIG. 27 shows spectra of TE mode laser light generated by the semiconductor laser resonator shown in FIGS. 24A to 24D.
28A and 28B show spectra of TM mode laser light generated by the semiconductor laser resonator shown in FIGS. 24A to 24D.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 각 구성요소의 크기나 두께는 설명의 명료성을 위하여 과장되어 있을 수 있다. 또한, 소정의 물질층이 기판이나 다른 층 에 존재한다고 설명될 때, 그 물질층은 기판이나 다른 층에 직접 접하면서 존재할 수도 있고, 그 사이에 다른 제3의 층이 존재할 수도 있다. 그리고, 아래의 실시예에서 각 층을 이루는 물질은 예시적인 것이므로, 이외에 다른 물질이 사용될 수도 있다. Hereinafter, an embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals refer to the same components, and the size or thickness of each component may be exaggerated for clarity of description. Further, when it is described that a predetermined material layer is present on a substrate or another layer, the material layer may exist in direct contact with the substrate or another layer, or another third layer may exist therebetween. In addition, since the materials constituting each layer in the following embodiments are exemplary, other materials may be used.
도 1은 예시적인 실시예에 따른 반도체 레이저 소자를 개략적으로 도시한 사시도이다. 그리고, 도 2는 도 1에 도시된 이득매질층을 도시한 사시도이고, 도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ'선을 따라 본 단면도이다.1 is a perspective view schematically showing a semiconductor laser device according to an exemplary embodiment. And, FIG. 2 is a perspective view illustrating the gain medium layer shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III' of FIG.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 반도체 레이저 소자(100)는 기판(110)과, 이 기판(110)에 마련되는 반도체 레이저 공진기을 포함한다. 기판(110)으로는 예를 들면 반도체 기판이 사용될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 이외에도 글라스 등과 같은 다양한 재질의 기판이 사용될 수 있다. 구체적인 예로서, 기판(110)으로 InP 또는 GaAs 기판이 사용될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.1 to 3 , the
반도체 레이저 공진기는 외부로부터 에너지를 흡수하여 레이저광을 발생시킬 수 있다. 이러한 반도체 레이저 공진기는 예를 들면, 나노 사이즈 또는 마이크로 사이즈를 가질 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다. 반도체 레이저 공진기는 광펌핑 또는 전기적 펌핑에 의해 에너지를 흡수하여 레이저광을 발생시키는 이득 매질층(gain medium layer,120)을 포함할 수 있다. 이득 매질층(120)은 반도체 물질을 포함하는 활성층(active layer,122)를 포함할 수 있다. 활성층(122)은 예를 들면, Ⅲ-Ⅴ족 반도체 물질 또는 Ⅱ-Ⅵ족 반도체 물질을 포함할 수 있다. 또한, 활성층(122)은 양자점(Quantum Dots)를 포함할 수도 있다. 구체적인 예로서, 활성층(122)은 InGaAs, AlGaAs, InGaAsP 또는 AlGaInP 등을 포함하는 복수개의 양자 우물(multi-quantum wall) 등을 포함할 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다. The semiconductor laser resonator may absorb energy from the outside to generate laser light. Such a semiconductor laser resonator may have, for example, a nano size or a micro size, but is not limited thereto. The semiconductor laser resonator may include a
이득 매질층(120)은 활성층(122)의 상부 및 하부에 마련되는 제1 및 제2 클래드층(121,123)을 더 포함할 수 있다. 제1 클래드층(121)은 활성층(122)의 제1면(도 3에서 활성층(122)의 상면)에 마련되는 것으로, n형 또는 p형 반도체 물질을 포함할 수 있다. 구체적인 예로서, 제1 클래드층(121)은 n형 InP 또는 p형 InP를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 제2 클래드층(123)은 활성층(122)의 제2면(도 3에서 활성층(122)의 하면)에 마련될 수 있다. 제1 클래드층(121)이 n형 반도체 물질을 포함하는 경우에는 제2 클래드층(123)은 p형 반도체 물질을 포함할 수 있다. 또한, 제1 클래드층(121)이 p형 반도체 물질을 포함하는 경우에는 제2 클래드층(123)은 n형 반도체 물질을 포함할 수 있다. 구체적인 예로서, 제2 클래드층(123)은 p형 InP 또는 n형 InP를 포함할 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다.The
이득 매질층(120)은 예를 들면 원통 형상을 가질 수 있다. 하지만 이에 한정되는 것은 아니며, 이득 매질층(120)은 직육면체 형상이나 또는 그 외 다른 형상을 가질 수도 있다. 본 실시예에서 이득 매질층(120)의 상부에는 적어도 하나의 트렌치(trench, 191)가 소정 깊이로 형성되어 있다. 이러한 트렌치(191)에 의해 이득 매질층(120)의 상부에는 적어도 하나의 돌출부(191')가 정의될 수 있다. The
구체적으로 도 2를 참조하면, 이득 매질층(120)의 상부에는 2개의 트렌치(191)가 소정 깊이로 형성되어 있다. 이러한 트렌치들(191)은 선형(line shape)을 가지고, 서로 교차하도록 형성될 수 있다. 트렌치들(191)은 이득 매질층(120)의 상면으로부터 다양한 깊이로 형성될 수 있다. 도 3에는 트렌치들(191)이 제1 클래드층(121)에 형성된 경우가 예시적으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않고 트렌치들(191)이 제1 클레드층(121) 및 활성층(122)에 형성되거나 또는 제1 클레드층(121), 활성층(122) 및 제2 클래드층(123)에 형성될 수도 있다. 이렇게 서로 교차하는 트렌치들(191)에 의해 이득 매질층(120)의 상부에는 4개의 돌출부(191')가 형성될 수 있으며, 이 돌출부들(191')은 이득 매질층(120)의 외곽을 따라 주기적인 구조로 배치될 수 있다. Specifically, referring to FIG. 2 , two
이와 같이, 이득 매질층(120)의 상부에 트렌치들(191)에 의해 형성된 돌출부들(191')이 주기적인 구조로 배치됨으로써 이득 매질층(120)에서 발생되는 레이저광은 돌출부들(191') 중 적어도 하나의 내부에 정상파(standing wave)로 구속될 수 있다. 여기서, 레이저광이 돌출부들(191') 내부에 정상파로 구속된다는 것은 레이저광이 시간에 따라 그 세기(intensity)는 변화할 수는 있으나 돌출부들(191') 내부의 소정 위치에 구속된다는 것을 의미한다. 여기서, 돌출부들(191')의 내부에 구속되는 레이저광은 돌출부들(191')의 표면 쪽으로 갈수록 그 세기가 작아질 수 있다. 한편, 이득 매질층(120)에서 발생되는 레이저광은 이득 매질층(120)의 상부에 마련된 돌출부들(191') 뿐만 아니라 이득 매질층(120)의 하부에서도 추가적으로 구속될 수도 있다.As described above, since the
이와 같이, 이득 매질층(120)에서 발생되는 레이저광이 돌출부들(191') 중 적어도 하나의 내부에 정상파로 구속됨으로써 후술하는 바와 같이 원하는 파장의 공진 모드(resonant mode)를 용이하게 선택할 수 있다. 또한, 원하지 않는 공진모드들을 제거하거나 또는 원하는 공진 모드를 다른 공진 모들로부터 효과적으로 분리할 수 있다. 이에 따라, 반도체 레이저 공진기의 Q-factor도 향상시킬 수 있다. 이러한 공진 모드의 선택 및/또는 분리는 트렌치들(191)에 의해 정의되는 돌출부들(191')의 개수, 형상 및 크기와 돌출부들(120b) 사이의 간격 중 적어도 하나에 의해 이루어질 수 있다. 한편, 후술하는 바와 같이, 이득 매질층(120)의 외부에는 금속층(150)을 마련하게 되면 이득 매질층(120)에서 발생되는 레이저광을 보다 효율적으로 구속할 수 있다. In this way, as the laser light generated from the
이득 매질층(120)의 상면에는 제1 컨택층(131)이 마련될 수 있다. 예를 들면, 제1 컨택층(131)은 제1 클래드층(121)의 상면에 마련될 수 있다. 여기서, 제1 컨택층(131)은 이득 매질층(120)의 상면에 대응되는 형상을 가지도록 형성될 수 있다. 따라서, 이득 매질층(120)의 상부에 형성된 트렌치들(191)은 제1 컨택층(131)에도 연장되어 형성될 수 있다. 제1 클래드층(121)이 n형 반도체 물질을 포함하는 경우 제1 컨택층(131)은 n형 반도체 물질을 포함할 수 있으며, 제1 클래드층(121)이 p형 반도체 물질을 포함하는 경우 제1 컨택층(131)은 p형 반도체 물질을 포함할 수 있다. 구체적인 예로서, 제1 컨택층(131)은 n형 InGaAs 또는 p형 InGaAs를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 한편, 제1 컨택층(131)과 전기적으로 연결되는 전극(미도시)이 더 마련될 수 있다.A
제2 클래드층(123)의 하면에는 제2 컨택층(132)이 마련될 수 있다. 이러한 제2 컨택층(132)은 기판(110)의 상면에 마련될 수 있다. 제2 클래드층(123)이 p형 반도체 물질을 포함하는 경우 제2 컨택층(132)은 p형 반도체 물질을 포함할 수 있으며, 제2 클래드층(123)이 n형 반도체 물질을 포함하는 경우 제2 컨택층(132)은 n형 반도체 물질을 포함할 수 있다. 구체적인 예로서, 제2 컨택층(132)은 p형 InGaAs 또는 n형 InGaAs를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 기판(110)에는 제2 컨택층(132)과 전기적으로 연결되는 전극(160)이 더 마련될 수 있다. 제2 컨택층(132)이 p형 반도체 물질을 포함하는 경우 전극(160)은 p형 전극이 될 수 있으며, 제2 컨택층(132)이 n형 반도체 물질을 포함하는 경우 전극(160)은 n형 전극이 될 수 있다. A
이득 매질층(120) 및 제1 컨택층(131)을 덮도록 금속층(150)이 더 마련될 수 있다. 여기서, 제1 컨택층(131)의 상부에 위치하는 금속층(150)은 제1 컨택층(131)에 대응되는 형상을 가지도록 형성될 수 있다. 따라서, 이득 매질층(120)의 상부에 형성된 트렌치들(191)은 제1 컨택층(131)의 상부에 위치하는 금속층(150)에도 연장되어 형성될 수 있다. 이러한 금속층(150)은 이득 매질층(120)의 외부에 마련되어 이득 매질층(120)에서 발생되는 레이저광을 이득 매질층(120)의 내부에 구속시키는 역할을 한다. 금속층(150)은 예를 들면, Ag, Au, Cu 또는 Al 등을 포함할 수 있지만, 이는 단지 예시적인 것으로 이외에도 다른 다양한 금속 물질을 포함할 수 있다. 이러한 금속층(150)에 의해 이득 매질층(120)에서 발생되는 레이저광이 보다 효율적으로 구속될 수 있다. A
금속층(150)과 이득 매질층(120) 사이에는 버퍼층(buffer layer,141)이 더 마련될 수 있다. 예를 들면, 버퍼층(141)은 이득 매질층(120)의 측면과 금속층(150) 사이에 마련될 수 있다. 이러한 버퍼층(141)은 이득 매질층(120)에서 발생되는 레이저광이 금속층(150)과 만나면서 발생될 수 있는 광손실을 완충시키는 역할을 한다. 버퍼층(141)은 이득 매질층(120)과 다른 굴절률을 가지는 물질을 포함할 수 있다. 구체적으로, 버퍼층(141)은 이득 매질층(120) 보다 작은 굴절률을 가지는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 버퍼층(141)은 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물 등을 포함할 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다. 한편, 기판(110)에는 제2 컨택층(132)의 노출된 상면을 덮도록 절연층(142)이 더 형성될 수 있다. A
이상과 같이, 예시적인 실시예에 따른 반도체 레이저 소자(100)에서는 반도체 레이저 공진기의 상부에 트렌치들(191)을 형성하고, 이 트렌치들(191)에 의해 정의되는 돌출부들(191')을 마련함으로써 이득 매질층(120)에서 발생되는 레이저광을 돌출부들(191') 중 적어도 하나의 내부에 정상파로 구속시킬 수 있다. 이와 같이, 이득 매질층(120)에서 발생되는 레이저광을 이득 매질층(120)의 상부에 마련된 돌출부들(191') 중 적어도 하나의 내부에 정상파로 구속시키게 되면 원하는 파장의 공진 모드를 용이하게 선택할 수 있다. 또한, 원하지 않는 공진모드들을 제거하거나 또는 원하는 공진 모드를 다른 공진 모드들로부터 효과적으로 분리할 수 있다. 이에 따라, 반도체 레이저 공진기의 Q-factor도 향상시킬 수 있다. 또한, 이득 매질층(120)의 외부에 금속층(150)을 마련하게 되면 이득 매질층(120)에서 발생되는 레이저광을 보다 효율적으로 구속할 수 있다. As described above, in the
도 4는 다른 예시적인 실시예에 따른 반도체 레이저 소자의 단면도이다. 도 4에 도시된 반도체 레이저 소자(100a)는 이득 매질층(120)의 상부에 형성된 트렌치들(191) 내부에 유전 물질(143)이 채워져 있다는 점을 제외하면 도 1 내지 도 3에 도시된 반도체 레이저 소자(100)와 유사하다. 4 is a cross-sectional view of a semiconductor laser device according to another exemplary embodiment. The
도 4를 참조하면, 반도체 레이저 소자(100a)는 기판(110)과, 이 기판(110)에 마련되는 것으로 외부로부터 에너지를 흡수하여 레이저광을 발생시키는 반도체 레이저 공진기를 포함한다. 여기서, 반도체 레이저 공진기는 이득 매질층(120)을 포함하며, 이 이득 매질층(120)의 상부에는 트렌치들(191)이 형성되어 있다. 여기서, 이득 매질층(120)의 상부에 형성된 트렌치들(191) 내부는 유전 물질(143)로 채워질 수 있다. 여기서, 유전 물질(143)은 예를 들면 버퍼층(141)을 이루는 물질과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 그리고, 금속층(150)이 이득 매질층(120), 제1 컨택층(131) 및 유전 물질(143)을 덮도록 마련될 수 있다. Referring to FIG. 4 , the
도 5는 다른 예시적인 실시예에 따른 반도체 레이저 소자의 단면도이다. 도 5에 도시된 반도체 레이저 소자(100b)는 이득 매질층(120)의 상부에 형성된 트렌치들(191) 내부가 금속층(150)으로 채워져 있다는 점을 제외하면 도 1 내지 도 3에 도시된 반도체 레이저 소자(100)와 유사하다. 5 is a cross-sectional view of a semiconductor laser device according to another exemplary embodiment. The
도 5를 참조하면, 반도체 레이저 소자(100b)는 기판(110)과, 이 기판(110)에 마련되는 것으로 외부로부터 에너지를 흡수하여 레이저광을 발생시키는 반도체 레이저 공진기를 포함한다. 여기서, 반도체 레이저 공진기는 이득 매질층(120)을 포함하며, 이 이득 매질층(120)의 상부에는 트렌치들(191)이 형성되어 있다. 그리고, 금속층은 이득 매질층(120) 및 제1 컨택층(131)을 덮도록 마련될 수 있다. 여기서, 이득 매질층(120)의 상부에 형성된 트렌치들(191) 내부에도 금속층(150)으로 채워질 수 있다. Referring to FIG. 5 , the
도 6은 다른 예시적인 실시예에 따른 반도체 레이저 소자를 도시한 단면도이다.6 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor laser device according to another exemplary embodiment.
도 6을 참조하면, 반도체 레이저 소자(100d)는 기판(110)과, 이 기판(110)에 마련되는 것으로 외부로부터 에너지를 흡수하여 레이저광을 발생시키는 반도체 레이저 공진기를 포함한다. 여기서, 반도체 레이저 공진기는 이득 매질층(120)을 포함하며, 이 이득 매질층(120)의 상부에는 트렌치들(191)이 형성되어 있다.Referring to FIG. 6 , the semiconductor laser device 100d includes a
이득 매질층(120)의 상면을 덮도록 제1 컨택층(131)이 마련되어 있으며, 이득 매질층(120)의 측면을 덮도록 유전체층(170)이 마련되어 있다. 이러한 유전체층(170)은 이득 매질층(120)에서 발생되는 레이저광을 구속시키는 역할을 한다. 이를 위해 유전체층(170)은 이득 매질층(120)과 다른 굴절률을 가지는 물질을 포함할 수 있다. 구체적으로, 유전체층(170)은 이득 매질층(120) 보다 작은 굴절률을 가지는 물질을 포함할 수 있다. 유전체층(170)은 예를 들면, 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물 등을 포함할 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다.The
이상의 실시예들에서는 이득 매질층(120)의 상부에 2개의 트렌치(191)가 형성된 경우가 설명되었으나, 이득 매질층(120)에 형성된 트렌치들(191)의 개수나 형상 등은 다양하게 변형될 수 있다. In the above embodiments, the case in which the two
도 7a 및 도 7b는 다른 예시적인 실시예에 따른 반도체 레이저 공진기들을 도시한 것이다. 7A and 7B show semiconductor laser resonators according to another exemplary embodiment.
도 7a에 도시된 반도체 레이저 공진기에서는 이득 매질층(120)이 원통 형상을 가지고 있으며, 이 이득 매질층(120)의 상부에 하나의 선형 트렌치(192)가 소정 깊이로 형성되어 있다. 이러한 선형 트렌치(192)에 의해 이득 매질층(120)의 상부에는 2개의 돌출부(192')가 정의될 수 있다. 그리고, 이득 매질층(120)의 상면, 즉, 돌출부들(192')의 상면에는 제1 컨택층(131)이 마련될 수 있으며, 이득 매질층(120)의 하면에는 제2 컨택층(132)이 마련될 수 있다. In the semiconductor laser resonator shown in FIG. 7A , the
도 7b에 도시된 반도체 레이저 공진기에서는 원통 형상을 가지는 이득 매질층(120)의 상부에 3개의 선형 트렌치(193)가 교차하도록 형성되어 있다. 이러한 트렌치들(193)에 의해 이득 매질층(120)의 상부에는 6개의 돌출부(193')가 정의될 수 있다.In the semiconductor laser resonator shown in FIG. 7B , three
도 8a 및 도 8b는 다른 예시적인 실시예에 따른 반도체 레이저 공진기들을 도시한 것이다. 8A and 8B show semiconductor laser resonators according to another exemplary embodiment.
도 8a에 도시된 반도체 레이저 공진기에서는 원통 형상을 가지는 이득 매질층(120)의 상부에 원형 트렌치(194)가 소정 깊이로 형성되어 있다. 여기서, 원형 트렌치(194)는 이득 매질층의 중심부에 위치할 수 있으며, 이러한 트렌치(194)에 의해 이득 매질층(120)의 상부에는 원형 트렌치(194)를 둘러싸도록 마련되는 돌출부(194')가 정의될 수 있다. In the semiconductor laser resonator shown in FIG. 8A , a
도 8b에 도시된 반도체 레이저 공진기에서는 원통 형상을 가지는 이득 매질층(120)의 상부에 환형(ring shape) 트렌치(195)가 소정 깊이로 형성되어 있다. 여기서, 환형 트렌치(195)는 이득 매질층(120)의 중심부에 위치할 수 있다. 이러한 환형 트렌치(195)에 의해 이득 매질층(120)의 상부에는 환형 트렌치(195)의 외측에 마련되는 제1 돌출부(195a')와 환형 트렌치(195)의 내측에 마련되는 제2 돌출부(195b')가 정의될 수 있다. In the semiconductor laser resonator shown in FIG. 8B , a ring-shaped
도 9a 및 도 9b는 다른 예시적인 실시예에 따른 반도체 레이저 공진기들을 도시한 것이다. 9A and 9B show semiconductor laser resonators according to another exemplary embodiment.
도 9a에 도시된 반도체 레이저 공진기에서는 원통 형상을 가지는 이득 매질층의 상부에 선형 트렌치들(196a) 및 원형 트렌치(196b)가 소정 깊이로 형성되어 있다. 여기서, 원형 트렌치(196b)는 이득 매질층(120)의 중심부에 위치할 수 있으며, 선형 트렌치들(196a)은 원형 트렌치(196b)와 연결되도록 형성될 수 있다. 이러한 선형 트렌치들(196a) 및 원형 트렌치(196b)에 의해 이득 매질층(120)의 상부에는 이득 매질층(120)의 외곽을 따라 주기적인 구조로 배치되는 복수의 돌출부(196')가 정의될 수 있다. 한편, 도 9a에는 복수개의 선형 트렌치(196a)가 형성된 경우가 예시적으로 도시되어 있으나, 하나의 선형 트렌치(196a)가 형성될 수도 있다. In the semiconductor laser resonator shown in FIG. 9A ,
도 9b에 도시된 반도체 레이저 공진기에서는 원통 형상을 가지는 이득 매질층(120)의 상부에 선형 트렌치들(197a) 및 환형 트렌치(197b)가 소정 깊이로 형성되어 있다. 여기서, 환형 트렌치(197b)는 이득 매질층(120)의 중심부에 위치할 수 있으며, 선형 트렌치들(197a)은 환형 트렌치(197b)와 연결되도록 형성될 수 있다. 이러한 선형 트렌치들(197a) 및 환형 트렌치(197b)에 의해 이득 매질층(120)의 상부에는 이득 매질층(130)의 외곽을 따라 주기적인 구조로 배치되는 복수의 제1 돌출부(197a')와 이득 매질층(120)의 중심부에 마련되는 제2 돌출부(197b')가 정의될 수 있다. 한편, 도 9b에는 복수개의 선형 트렌치(197a)가 형성된 경우가 예시적으로 도시되어 있으나, 하나의 선형 트렌치(197a)가 형성될 수도 있다. In the semiconductor laser resonator shown in FIG. 9B ,
이상의 실시예들에서는 이득 매질층(120)이 원통 형상을 가지는 경우가 예시적으로 설명되었으나, 이득 매질층(120)의 형상은 다양하게 변형될 수 있다. Although the case in which the
도 10a 내지 도 10c는 다른 예시적인 실시예에 따른 반도체 레이저 공진기들을 도시한 것이다. 10A to 10C show semiconductor laser resonators according to another exemplary embodiment.
도 10a에 도시된 반도체 레이저 공진기에서는 이득 매질층(220)이 직육면체 형상을 가지고 있다. 그리고, 이러한 이득 매질층(220)의 상부에는 하나의 선형 트렌치(291)가 소정 깊이로 형성되어 있으며, 이러한 선형 트렌치(291)에 의해 이득 매질층(220)의 상부에는 2개의 돌출부(291')가 정의될 수 있다. 그리고, 이득 매질층(220)의 상면, 즉, 돌출부들(291')의 상면에는 제1 컨택층(231)이 마련될 수 있으며, 이득 매질층(220)의 하면에는 제2 컨택층(232)이 마련될 수 있다.In the semiconductor laser resonator shown in FIG. 10A , the
도 10b에 도시된 반도체 레이저 공진기에서는 직육면체 형상을 가지는 이득 매질층(220)의 상부에 서로 교차하는 2개의 선형 트렌치(292)가 소정 깊이로 형성되어 있다. 이러한 선형 트렌치들(292)에 의해 이득 매질층(220)의 상부에는 4개의 돌출부(292')가 정의될 수 있다. In the semiconductor laser resonator shown in FIG. 10B , two
도 10c에 도시된 반도체 레이저 공진기에서는 직육면체 형상을 가지는 이득 매질층(220)의 상부에 3개의 선형 트렌치(293)가 소정 깊이로 형성되어 있다. 여기서, 2개의 선형 트렌치(293)는 서로 나란하게 형성되고, 다른 하나의 선형 트렌치(293)는 2개의 선형 트렌치(293)와 교차하도록 형성될 수 있다. 이러한 선형 트렌치들(293)에 의해 이득 매질층(220)의 상부에는 6개의 돌출부(293')가 정의될 수 있다. In the semiconductor laser resonator shown in FIG. 10C , three
도 11a 및 도 11b는 다른 예시적인 실시예에 따른 반도체 레이저 공진기들을 도시한 것이다.11A and 11B show semiconductor laser resonators according to another exemplary embodiment.
도 11a에 도시된 반도체 레이저 공진기에서는 직육면체 형상을 가지는 이득 매질층(220)의 상부에 사각형 트렌치(294)가 소정 깊이로 형성되어 있다. 여기서, 사각형 트렌치(294)는 이득 매질층(220)의 중심부에 위치할 수 있으며, 이득 매질층(220)의 상부에는 사각형 트렌치(294)를 둘러싸도록 마련되는 돌출부(294')가 정의될 수 있다.In the semiconductor laser resonator shown in FIG. 11A , a
도 11b에 도시된 반도체 레이저 공진기에서는 직육면체 형상을 가지는 이득 매질층(220)의 상부에 사각 환형(rectangular ring shape) 트렌치(295)가 소정 깊이로 형성되어 있다. 여기서, 사각 환형 트렌치(295)는 이득 매질층(220)의 중심부에 위치할 수 있다. 이에 따라 이득 매질층(220)의 상부에는 사각 환형 트렌치(295)의 외측에 마련되는 제1 돌출부(295a')와 사각 환형 트렌치(295)의 내측에 마련되는 제2 돌출부(295b')가 정의될 수 있다.In the semiconductor laser resonator shown in FIG. 11B , a rectangular
도 12a 및 도 12b는 다른 예시적인 실시예에 따른 반도체 레이저 공진기들을 도시한 것이다.12A and 12B show semiconductor laser resonators according to another exemplary embodiment.
도 12a에 도시된 반도체 레이저 공진기에서는 직육면체 형상을 가지는 이득 매질층(220)의 상부에 선형 트렌치들(296a) 및 사각형 트렌치(296b)가 소정 깊이로 형성되어 있다. 여기서, 사각형 트렌치(296b)는 이득 매질층(220)의 중심부에 위치할 수 있으며, 선형 트렌치들(296a)은 사각형 트렌치(296b)와 연결되도록 형성될 수 있다. 이러한 선형 트렌치들(296a) 및 사각형 트렌치(296b)에 의해 이득 매질층(220)의 상부에는 이득 매질층(220)의 외곽을 따라 주기적인 구조로 배치되는 복수의 돌출부(296')가 정의될 수 있다. 한편, 도 11a에는 복수개의 선형 트렌치(296a)가 형성된 경우가 예시적으로 도시되어 있으나, 하나의 선형 트렌치(296a)가 형성될 수도 있다. In the semiconductor laser resonator shown in FIG. 12A ,
도 11b에 도시된 반도체 레이저 공진기에서는 직육면체 형상을 가지는 이득 매질층(220)의 상부에 선형 트렌치들(297a) 및 사각 환형 트렌치(297b)가 소정 깊이로 형성되어 있다. 여기서, 사각 환형 트렌치(297b)는 이득 매질층(220)의 중심부에 위치할 수 있으며, 선형 트렌치들(297a)은 사각 환형 트렌치(297b)와 연결되도록 형성되어 있다. 이에 따라, 이득 매질층(220)의 상부에는 이득 매질층(220)의 외곽을 따라 주기적인 구조로 배치되는 복수의 제1 돌출부(297a')와 이득 매질층(220)의 중심부에 마련되는 제2 돌출부(297b')가 정의될 수 있다. 한편, 도 12b에는 복수개의 선형 트렌치(297a)가 형성된 경우가 예시적으로 도시되어 있으나, 하나의 선형 트렌치(297a)가 형성될 수도 있다.In the semiconductor laser resonator shown in FIG. 11B ,
이상의 실시예들에서는 이득 매질층이 원통형 또는 직육면체 형상을 가지는 경우가 설명되었으나, 이외에도 이득 매질층의 형상은 다양하게 변형될 수 있다. 또한, 이득 매질층에 형성되는 트렌치의 개수, 길이, 각도 또는 형상 등도 다양하게 변형함으로써 공진 모드를 조절할 수 있다. 예를 들어, 트렌치의 개수를 짝수 또는 홀수로 조절하게 되면 짝수(even number) 공진 모드 또는 홀수(odd number) 공진 모드만이 발생될 수 있으므로 트렌치가 없는 경우에 비하여 기본적으로 공진 모두의 개수를 절반으로 줄일 수 있다. 또한, 트렌치의 구조를 원하는 파장 및 모드에 최적화함으로써 모드 선택(mode selection)이 가능하게 되며, 원하는 공진 모드를 원하지 않는 공진 모드로부터 떨어지도록 함으로써 모드 분리(mode separation) 효과도 기대할 수 있다. 그리고, 공진 모드 구속(confinement) 효과로 인해 반도체 레이저 공진기의 Q-factor도 향상시킬 수 있다.In the above embodiments, the case in which the gain medium layer has a cylindrical or rectangular parallelepiped shape has been described. In addition, the shape of the gain medium layer may be variously modified. In addition, the resonance mode may be controlled by variously changing the number, length, angle, or shape of the trenches formed in the gain medium layer. For example, if the number of trenches is adjusted to an even or odd number, only an even number resonant mode or an odd number resonant mode can occur, so basically the number of all resonances is halved compared to the case where there are no trenches. can be reduced to In addition, mode selection is possible by optimizing the structure of the trench to a desired wavelength and mode, and a mode separation effect can also be expected by separating a desired resonance mode from an undesired resonance mode. Also, the Q-factor of the semiconductor laser resonator may be improved due to the resonance mode confinement effect.
도 13a 내지 도 13c는 기존 반도체 레이저 공진기의 FDTD(Finite Difference Time Domain) 시뮬레이션 모델링 구조를 도시한 것이다. 13A to 13C are diagrams illustrating a Finite Difference Time Domain (FDTD) simulation modeling structure of a conventional semiconductor laser resonator.
도 13a는 기존 반도체 레이저 공진기(30)를 SiO2층(40) 및 Ag층(50)으로 둘러싸고 있는 모습을 도시한 사시도이며, 도 13b는 도 13a에 도시된 구조의 내부 평면을 도시한 것이다. 그리고, 도 13c는 도 13b의 C-C'선을 따라 본 단면도이다. 도 13a 내지 도 13b를 참조하면, 원통 형상의 반도체 레이저 공진기(30)를 SiO2층(40)이 둘러싸고 있으며, 이 SiO2층(40)을 Ag층(50)이 둘러싸도록 되어 있다. 13A is a perspective view illustrating a state in which the conventional
도 14는 13a 내지 도 13c에 도시된 반도체 레이저 공진기의 내부 구조를 도시한 단면도이다.14 is a cross-sectional view illustrating an internal structure of the semiconductor laser resonator shown in FIGS. 13A to 13C.
도 14를 참조하면, FDTD(Finite Difference Time Domain) 시뮬레이션의 모델링을 위한 반도체 레이저 공진기(30)는 이득 매질층(20)과 이 이득 매질층(20)의 상면 및 하면에 각각 마련되는 제1 및 제2 컨택층(31,32)을 포함한다. 여기서, 이득 매질층(20)은 활성층(22)과 이 활성층(22)의 상면 및 하면에 각각 마련되는 제1 및 제2 클래드층(21,23)을 포함한다. 활성층(22)으로는 굴절률(n1)이 3.65인 InGaAs가 사용되었으며, 제1 및 제2 클래드층(21,23)으로는 각각 굴절률(n2)이 3.4인 p-AlGaAs 및 n-AlGaAs가 사용되었다. 활성층(22)은 일반적으로 양자우물 구조로 이루어지지만, 시뮬레이션을 위해 단순화되었다. 그리고, 제1 및 제2 컨택층(31,32)으로는 각각 굴절률(n3)이 3.65인 p-GaAs 및 n-GaAs가 사용되었다. 반도체 레이저 공진기(30)의 두께는 0.276㎛ 이었으며, 그 반지름은 0.4㎛ 으로 하였다. 그리고, 이 반도체 레이저 공진기(30)의 외곽을 SiO2층(40)이 0.1㎛의 두께로 둘러싸고 있다.Referring to FIG. 14 , a
도 15는 도 13a 내지 도 13c에 도시된 반도체 레이저 공진기(30)에서 발생되는 TE 모드 레이저광의 스펙트럼을 도시한 것이다. 구체적으로, 도 15에는 TE 모드 레이저광의 파장에 따른 전기장의 FFT(Fast Fourier Transform) 크기가 도시되어 있다. 그리고, 도 16a 내지 도 16g는 도 13a 내지 도 13c에 도시된 반도체 레이저 공진기(30)에서 발생되는 TE 모드 레이저광의 전기장의 세기 분포들을 도시한 것이다. 구체적으로, 도 16a 내지 도 16g에는 레이저광의 파장별 전기장의 세기 분포들이 각각 도시되어 있다. 도 16a 내지 도 16g에서 적색 영역은 전기장의 세기가 강한 영역을 나타내고, 청색 영역은 전기장의 세기가 약한 영역을 나타낸다. 도 15 및 도 16a 내지 도 16g에는 도 13a 내지 도 13c에 도시된 반도체 레이저 공진기(30)에서 magnetic dipole을 z 방향으로 설정하였을 때 시뮬레이션을 통해 얻은 결과가 도시되어 있다. FIG. 15 shows a spectrum of TE mode laser light generated by the
도 15 및 도 16a 내지 도 16g를 참조하면, 도 13a 내지 도 13c에 도시된 기존의 반도체 레이저 공진기(30)에서는 예를 들어 0.625695㎛ 파장(도 16a), 0.681405㎛(도 16b) 파장, 0.803571㎛ 파장(도 16c), 0.951777㎛ 파장(도 16d), 0.967326㎛ 파장(도 16e), 1.12164㎛ 파장(도 16f), 1.34731㎛ 파장(도 16g) 등의 TE 공진 모드들이 발생될 수 있다. 여기서, TE 공진 모드는 전자기파의 진행방향에 대해 수직으로 전기장이 발생되는 경우 공진기 내의 전자기장을 표현하는 transverse electric mode를 의미한다. 도 15 및 도 도 16a 내지 도 16g를 참조하면, 기존의 반도체 레이저 공진기(30)에서는 많은 TE 공진 모드들이 발생됨을 알 수 있다. 그리고, 도 15에 도시된 바와 같이, 파장이 작을수록 많은 공진 모드들이 발생되며, 파장이 클수록 공진 모드들 사이의 간격이 넓어지는 것을 알 수 있다. 15 and 16A to 16G, in the conventional
도 17은 13a 내지 도 13c에 도시된 반도체 레이저 공진기(30)에서 발생되는 TM 모드 레이저광의 스펙트럼을 도시한 것이다. 도 17에는 도 13a 내지 도 13c에 도시된 반도체 레이저 공진기(30)에서 electric dipole을 z 방향으로 설정하였을 때 시뮬레이션을 통해 얻은 결과가 도시되어 있다. 여기서, TM 공진 모드는 전자기파의 진행방향에 대해 수직으로 자기장이 발생되는 경우 공진기 내의 전자기장을 표현하는 transverse magnetic resonant mode를 의미한다. 도 17에 도시된 바와 같이, 기존의 반도체 레이저 공진기(30)에서는 많은 TM 공진 모드들이 발생됨을 알 수 있다. FIG. 17 shows the spectrum of TM mode laser light generated by the
이와 같이, 도 13a 내지 도 13c에 도시된 기존의 반도체 레이저 공진기(30)에서는 많은 공진 모드들이 발생하게 되므로, 이러한 많은 공진 모드들 중에서 원하는 파장의 공진 모드를 용이하게 선택하기가 어렵다. As such, since many resonance modes are generated in the conventional
도 18a 내지 도 18d는 예시적인 실시예에 따른 반도체 레이저 공진기의 FDTD 시뮬레이션 모델링 구조를 도시한 것이다.18A to 18D show an FDTD simulation modeling structure of a semiconductor laser resonator according to an exemplary embodiment.
도 18a는 예시적인 실시예에 따른 반도체 레이저 공진기(330)를 SiO2층(340) 및 Ag층(350)으로 둘러싸고 있는 모습을 도시한 사시도이며, 도 18b는 도 18a에 도시된 구조의 내부 평면을 도시한 것이다. 그리고, 도 18c는 도 18b의 C-C'선을 따라 본 단면도이며, 도 18d는 도 18b의 D-D'선을 따라 본 단면도이다. 도 18a 내지 도 18d를 참조하면, 반도체 레이저 공진기(330)는 원통 형상을 가지고 있으며, 이 반도체 레이저 공진기(330)의 상부에는 하나의 트렌치(391)가 형성되어 있다. 그리고, 이러한 반도체 레이저 공진기(330)를 SiO2층(340)이 둘러싸고 있으며, 이 SiO2층(340)을 Ag층(350)이 둘러싸도록 되어 있다. 18A is a perspective view illustrating a state in which a
도 19는 18a 내지 도 18d에 도시된 반도체 레이저 공진기의 내부 구조를 도시한 단면도이다. 도 19에 도시된 단면도는 반도체 레이저 공진기(330)의 상부에 하나의 트렌치(391)가 형성되어 있다는 점을 제외하면 도 14에 도시된 단면도와 동일하다.19 is a cross-sectional view illustrating an internal structure of the semiconductor laser resonator shown in FIGS. 18A to 18D. The cross-sectional view shown in FIG. 19 is the same as the cross-sectional view shown in FIG. 14 except that one
도 19를 참조하면, 반도체 레이저 공진기(330)는 이득 매질층(320)과 이 이득 매질층(320)의 상면 및 하면에 각각 마련되는 제1 및 제2 컨택층(331,332)을 포함한다. 여기서, 이득 매질층(320)은 활성층(322)과 이 활성층(322)의 상면 및 하면에 각각 마련되는 제1 및 제2 클래드층(321,323)을 포함한다. 그리고, 반도체 레이저 공진기(330)의 상부에는 선형의 트렌치(391)가 소정 깊이(d)로 형성되어 있다. 이 트렌치(391) 내부에는 SiO2층(340)으로 채워져 있다.Referring to FIG. 19 , the
도 20은 도 18a 내지 도 18d에 도시된 반도체 레이저 공진기에서 발생되는 TE 모드 레이저광의 스펙트럼을 도시한 것이다. 구체적으로, 도 20에는 TE 모드 레이저광의 파장에 따른 전기장의 FFT 크기가 도시되어 있다. 그리고, 도 21a 내지 도 21d는 도 18a 내지 도 18d에 도시된 반도체 레이저 공진기에서 발생되는 TE 모드 레이저광의 전기장의 세기 분포들을 도시한 것이다. 구체적으로, 도 21a 내지 도 21d에는 레이저광의 파장별 전기장의 세기 분포들이 각각 도시되어 있다. 도 21a 내지 도 21d에서 적색 영역은 전기장의 세기가 강한 영역을 나타내고, 청색 영역은 전기장의 세기가 약한 영역을 나타낸다. 도 20 및 도 21a 내지 도 21d에는 도 18a 내지 도 18d에 도시된 반도체 레이저 공진기(330)에서 트렌치(391)의 깊이(d)를 0.138㎛로 하고, magnetic dipole을 z 방향으로 설정하였을 때 시뮬레이션을 통해 얻은 결과가 도시되어 있다. FIG. 20 shows the spectrum of TE mode laser light generated by the semiconductor laser resonator shown in FIGS. 18A to 18D. Specifically, the FFT magnitude of the electric field according to the wavelength of the TE mode laser light is shown in FIG. 20 . And, FIGS. 21A to 21D show intensity distributions of electric fields of TE mode laser light generated in the semiconductor laser resonator shown in FIGS. 18A to 18D . Specifically, the intensity distributions of the electric field for each wavelength of laser light are respectively shown in FIGS. 21A to 21D . In FIGS. 21A to 21D , a red region indicates a region with a strong electric field strength, and a blue region indicates a region with a weak electric field strength. 20 and 21A to 21D show simulations when the depth d of the
도 20 및 도 21a 내지 도 21d를 참조하면, 도 18a 내지 도 18d에 도시된 하나의 트렌치(391)를 포함하는 반도체 레이저 공진기(330)에서는 예를 들어 0.674056㎛ 파장(도 21a), 0.796742㎛ 파장(도 21b), 0.960717㎛ 파장(도 21c), 1.10511㎛ 파장(도 21d) 등의 TE 공진 모드들이 발생될 수 있다. 이와 같이, 하나의 트렌치(391)를 포함하는 반도체 레이저 공진기(330)에서는 13a 내지 도 13c에 도시된 기존의 반도체 레이저 공진기(30)에 비하여 공진 모드들이 변화하게 된다. 예를 들면, 공진 파장이나 공진 세기가 변화할 수 있으며, 경우에 따라서는 특정 공진 모드는 소멸하기도 한다. 이는 도 18a 내지 도 18d에 도시된 반도체 레이저 공진기(330)가 하나의 트렌치(391)를 포함하고 있기 때문에 짝수 공진 모드는 소멸하게 되고 또한 트렌치(391)에 의한 경계 조건(boundary condition) 변화로 인해 공진 모드들이 변화하기 때문이다. 20 and 21A to 21D , in the
구체적으로, 도 15와 도 20을 비교하면, 13a 내지 도 13c에 도시된 기존 반도체 레이저 공진기(30)에서 발생되는 1.34731㎛ 파장의 TE 공진 모드, 0.951777㎛ 파장의 TE 공진 모드 및 0.625695㎛ 파장의 TE 공진 모드는 트렌치 구조에는 적합하지 않기 때문에 도 18a 내지 도 18d에 도시된 반도체 레이저 공진기(330)에서는 사라지게 된다. 한편, 기존 반도체 레이저 공진기(30)에서 발생되는 1.12164㎛ 파장의 TE 공진 모드는 도 18a 내지 도 18d에 도시된 반도체 레이저 공진기(330)에서는 그 공진 파장이 1.10511㎛로 약간 시프트(shift)하면서 그 스펙트럼의 크기는 더 커지게 된다. 이와 같이, 반도체 레이저 공진기(330)에 트렌치(391)를 형성함으로써 공진 특성을 변화시킬 수 있으며, 이에 따라 원하는 공진 모드만 남기고 원하는 않는 주변의 공진 모드는 제거하거나 또는 원하는 공진 모드로부터 멀리 떨어지게 할 수 있다. Specifically, comparing FIGS. 15 and 20 , a TE resonance mode of a wavelength of 1.34731 μm, a TE resonance mode of a wavelength of 0.951777 μm, and a TE of a wavelength of 0.625695 μm generated in the conventional
도 22는 도 18a 내지 도 18d에 도시된 반도체 레이저 공진기에서 발생되는 TE 모드 레이저광의 스펙트럼을 도시한 것이다. 구체적으로, 도 22에는 도 18a 내지 도 18d에 도시된 반도체 레이저 공진기(330)에서 트렌치(391)의 깊이(d)를 0.06㎛으로 하였을 때 시뮬레이션을 통해 얻은 결과가 도시되어 있다. FIG. 22 shows the spectrum of TE mode laser light generated by the semiconductor laser resonator shown in FIGS. 18A to 18D. Specifically, FIG. 22 shows the results obtained through simulation when the depth d of the
도 22에 도시된 TE 모드 레이저광의 스펙트럼은 도 20에 도시된 TE 모드 레이저광의 스펙트럼에 비해 TE 공진 모드들의 파장이나 크기에 있어서 차이가 있음을 알 수 있다. 이러한 차이는 도 18a 내지 도 18d에 도시된 반도체 레이저 공진기(330)에서 트렌치(391)의 깊이를 0.138㎛ 에서 0.06㎛로 변화시킴에 따라 발생된 것이다. 이와 같이, 도 18a 내지 도 18d에 도시된 반도체 레이저 공진기(330)에서 트렌치(391)의 깊이를 변화시킴으로써 TE 공진 모드들을 조절할 수 있다. It can be seen that the spectrum of the TE mode laser light shown in FIG. 22 is different from the spectrum of the TE mode laser light shown in FIG. 20 in the wavelength or size of the TE resonance modes. This difference is caused by changing the depth of the
도 23a 및 도 23b는 도 18a 내지 도 18d에 도시된 반도체 레이저 공진기에서 발생되는 TM 모드 레이저광의 스펙트럼을 도시한 것이다. 도 23a에는 도 18a 내지 도 18d에 도시된 반도체 레이저 공진기(330)에서 트렌치(391)의 깊이(d)를 0.138㎛으로 하고, electric dipole을 z 방향으로 설정하였을 때 시뮬레이션을 통해 얻은 결과가 도시되어 있다. 그리고, 도 23b에는 도 18a 내지 도 18d에 도시된 반도체 레이저 공진기(330)에서 트렌치(391)의 깊이(d)를 0.06㎛로 하고, electric dipole을 z 방향으로 설정하였을 때 시뮬레이션을 통해 얻은 결과가 도시되어 있다.23A and 23B show spectra of TM mode laser light generated by the semiconductor laser resonator shown in FIGS. 18A to 18D. 23A shows the results obtained through simulation when the depth (d) of the
도 17과 도 23a를 비교하면, 기존 반도체 레이저 공진기(30)에서 발생되는 TM 공진 모드들과 도 18a 내지 도 18d에 도시된 반도체 레이저 공진기(330)에서 발생되는 TM 공진 모드들은 파장에 있어서는 큰 변화는 없지만, 그 스펙트럼의 크기는 달라졌음을 알 수 있다. 또한, 도 23a 및 도 23b을 비교하면, 도 18a 내지 도 18d에 도시된 반도체 레이저 공진(330)기에서 트렌치(391)의 깊이(d)를 변화시킴에 따라 TM 공진 모드들 및 그 스펙트럼의 크기가 달라짐을 알 수 있다. Comparing FIGS. 17 and 23A , the TM resonance modes generated in the conventional
도 24a 내지 도 24d는 다른 예시적인 실시예에 따른 반도체 레이저 공진기의 FDTD 시뮬레이션 모델링 구조를 도시한 것이다.24A to 24D are diagrams illustrating an FDTD simulation modeling structure of a semiconductor laser resonator according to another exemplary embodiment.
도 24a는 다른 예시적인 실시예에 따른 반도체 레이저 공진기(430)를 SiO2층(440) 및 Ag층(450)으로 둘러싸고 있는 모습을 도시한 사시도이며, 도 24b는 도 24a에 도시된 구조의 내부 평면을 도시한 것이다. 그리고, 도 24c는 도 24b의 C-C'선을 따라 본 단면도이며, 도 24d는 도 24b의 D-D'선을 따라 본 단면도이다. 도 24a 내지 도 24d를 참조하면, 원통 형상의 반도체 레이저 공진기(430)의 상부에는 서로 교차하는 2개의 선형 트렌치(491)가 형성되어 있다. 그리고, 이러한 반도체 레이저 공진기(430)를 SiO2층(440)이 둘러싸고 있으며, 이 SiO2층(440)을 Ag층(450)이 둘러싸도록 되어 있다. 도 24a 내지 도 24d에 도시된 반도체 레이저 공진기(430)의 단면은 반도체 레이저 공진기(430)의 상부에 2개의 트렌치(491)가 형성되어 있다는 점을 제외하면 도 19에 도시된 반도체 레이저 공진기(330)의 단면도와 동일하다. 24A is a perspective view illustrating a state in which a
도 25는 도 24a 내지 도 24d에 도시된 반도체 레이저 공진기에서 발생되는 TE 모드 레이저광의 스펙트럼을 도시한 것이다. 구체적으로, 도 25에는 TE 모드 레이저광의 파장에 따른 전기장의 FFT 크기가 도시되어 있다. 그리고, 도 26a 내지 도 26f는 도 24a 내지 도 24d에 도시된 반도체 레이저 공진기에서 발생되는 TE 모드 레이저광의 전기장의 세기 분포들을 도시한 것이다. 구체적으로, 도 26a 내지 도 26f에는 레이저광의 파장별 전기장의 세기 분포들이 각각 도시되어 있다. 도 26a 내지 도 26f에서 적색 영역은 전기장의 세기가 강한 영역을 나타내고, 청색 영역은 전기장의 세기가 약한 영역을 나타낸다. 도 25 및 도 26a 내지 도 26f에는 도 24a 내지 도 24d에 도시된 반도체 레이저 공진기(430)에서 트렌치들(491)의 깊이를 0.138㎛로 하고, magnetic dipole을 z 방향으로 설정하였을 때 시뮬레이션을 통해 얻은 결과가 도시되어 있다.FIG. 25 shows the spectrum of TE mode laser light generated by the semiconductor laser resonator shown in FIGS. 24A to 24D. Specifically, the FFT magnitude of the electric field according to the wavelength of the TE mode laser light is shown in FIG. 25 . And, FIGS. 26A to 26F show intensity distributions of electric fields of TE mode laser light generated in the semiconductor laser resonator shown in FIGS. 24A to 24D. Specifically, the intensity distributions of the electric field for each wavelength of laser light are respectively illustrated in FIGS. 26A to 26F . In FIGS. 26A to 26F , a red region indicates a region with a strong electric field strength, and a blue region indicates a region with a weak electric field strength. 25 and 26A to 26F, the depth of the
도 25 및 도 26a 내지 도 26f를 참조하면, 도 24a 내지 도 24d에 도시된 반도체 레이저 공진기(430)에서는 예를 들어 0.616438㎛ 파장(도 26a), 0.665287㎛ 파장(도 26b), 0.72208㎛ 파장(도 26c), 0.947767㎛ 파장(도 26d), 1.06032㎛ 파장(도 26e), 1.29162㎛ 파장(도 26f) 등의 TE 공진 모드들이 발생될 수 있다. 이와 같이, 2개의 트렌치(491)를 포함하는 반도체 레이저 공진기(430)에서는 하나의 트렌치(391)를 포함하는 반도체 레이저 공진기(330)에 비해서 TE 공진 모드의 변화가 더 심하다. 즉, TE 공진 모드의 파장이 심하게 시프트(shift)되기도 하며, 기존의 반도체 레이저 공진기(30)에서는 나타나지 않았던 새로운 TE 공진 모드(예를 들면, 1.06032㎛ 파장의 공진 보드)가 나타나기도 한다. 한편, 0.947767㎛ 파장의 TE 공진 모드는 다른 공진 모드에 비해 공진 모드의 변화가 적은 편이다. 이는 0.947767㎛ 파장의 TE 공진 모드는 2개의 트렌치(491) 깊이 변화에 따라 그 공진 특성은 크게 영향을 받지 않음을 나타낸다. 이와 같이, 2개의 트렌치(491)를 포함하는 반도체 레이저 공진기(430)에서는 원하는 TE 공진 모드를 용이하게 선택하고, 원하지 않는 다른 주변의 TE 공진 모드는 제거하거나 또는 원하는 TE 공진 모드로부터 멀리 떨어지도록 할 수 있음을 알 수 있다. 25 and 26A to 26F , in the
도 27은 도 24a 내지 도 24d에 도시된 반도체 레이저 공진기에서 발생되는 TE 모드 레이저광의 스펙트럼을 도시한 것이다. 구체적으로, 도 27에는 도 24a 내지 도 24d에 도시된 반도체 레이저 공진기(430)에서 트렌치들(491)의 깊이를 0.06㎛으로 하였을 때 시뮬레이션을 통해 얻은 결과가 도시되어 있다. FIG. 27 shows spectra of TE mode laser light generated by the semiconductor laser resonator shown in FIGS. 24A to 24D. Specifically, FIG. 27 shows a result obtained through simulation when the depth of the
도 27에 도시된 TE 모드 레이저광의 스펙트럼은 도 25에 도시된 TE 모드 레이저광의 스펙트럼에 비해 TE 공진 모드들의 파장이나 크기에 있어서 차이가 있음을 알 수 있다. 이러한 차이는 도 24a 내지 도 24d에 도시된 반도체 레이저 공진기(430)에서 트렌치들(491)의 깊이를 0.138㎛ 에서 0.06㎛로 변화시킴에 따라 발생된 것이다. 이와 같이, 도 24a 내지 도 24d에 도시된 반도체 레이저 공진기(430)에서 트렌치들(491)의 깊이를 변화시킴으로써 TE 공진 모드들을 조절할 수 있다. It can be seen that the spectrum of the TE mode laser light shown in FIG. 27 is different from the spectrum of the TE mode laser light shown in FIG. 25 in the wavelength or size of the TE resonance modes. This difference is generated by changing the depth of the
도 28a 및 도 28b는 도 24a 내지 도 24d에 도시된 반도체 레이저 공진기에서 발생되는 TM 모드 레이저광의 스펙트럼을 도시한 것이다. 도 28a에는 도 24a 내지 도 24d에 도시된 반도체 레이저 공진기(430)에서 트렌치들(491)의 깊이를 0.138㎛으로 하고, electric dipole을 z 방향으로 설정하였을 때 시뮬레이션을 통해 얻은 결과가 도시되어 있다. 그리고, 도 28b에는 도 24a 내지 도 24d에 도시된 반도체 레이저 공진기(430)에서 트렌치들(491)의 깊이를 0.06㎛로 하고, electric dipole을 z 방향으로 설정하였을 때 시뮬레이션을 통해 얻은 결과가 도시되어 있다.28A and 28B show spectra of TM mode laser light generated by the semiconductor laser resonator shown in FIGS. 24A to 24D. 28A shows the results obtained through simulation when the depth of the
도 17과 도 28a를 비교하면, 기존 반도체 레이저 공진기(30)에서 발생되는 TM 공진 모드들과 도 24a 내지 도 24d에 도시된 2개의 트렌치(491)를 포함하는 반도체 레이저 공진기(430)에서 발생되는 TM 공진 모드들은 그 공진 모드의 파장이나 스펙트럼의 크기가 달라졌음을 알 수 있다. 또한, 도 28a 및 도 28b을 비교하면, 도 24a 내지 도 24d에 도시된 반도체 레이저 공진기(430)에서 2개의 트렌치(491) 깊이를 변화시킴에 따라 TM 공진 모드들 및 그 스펙트럼의 크기가 달라짐을 알 수 있다. Comparing FIGS. 17 and 28A , TM resonance modes generated in the conventional
이상에서 살펴본 바와 같이, 반도체 레이저 공진기의 상부에 적어도 하나의트렌치를 형성함으로써 이 트렌치에 의해 정의되는 돌출부들 내에 이득 매질층에서 발생되는 레이저광을 정상파로 구속시킬 수 있다. 여기서, 트렌치의 개수, 길이, 각도 또는 형상 등을 변형함으로써 공진 모드들을 조절할 수 있다. 트렌치의 구조를 원하는 파장 및 모드에 최적화함으로써 모드 선택(mode selection)이 가능하게 되며, 원하는 공진 모드를 원하지 않는 공진 모드로부터 떨어지도록 함으로써 모드 분리(mode separation) 효과도 기대할 수 있다. 그리고, 공진 모드 구속(confinement) 효과로 인해 반도체 레이저 공진기의 Q-factor도 향상시킬 수 있다.As described above, by forming at least one trench in the upper portion of the semiconductor laser resonator, it is possible to confine the laser light generated from the gain medium layer as a standing wave in the protrusions defined by the trench. Here, the resonance modes may be adjusted by changing the number, length, angle, or shape of the trenches. By optimizing the structure of the trench to a desired wavelength and mode, mode selection is possible, and a mode separation effect can also be expected by separating a desired resonance mode from an unwanted resonance mode. Also, the Q-factor of the semiconductor laser resonator may be improved due to the resonance mode confinement effect.
이상의 예시적인 실시예들에 의하면 나노 사이즈 또는 마이크로 사이즈의 반도체 레이저 공진기에서 이득 매질층의 상부에 적어도 하나의 트렌치를 형성함으로써 원하는 파장에서 원하는 공진 모드로 반도체 레이저 공진기를 작동시킬 수 있다. 또한, 원하는 않은 주변의 공진 모드를 제거하거나 또는 원하는 공진 모드를 원하는 않은 주변의 공진 모드로부터 멀리 떨어지게 하여 공진 모드를 선택적으로 분리할 수 있다. 그리고, 원하는 공진 모드만 선택적으로 그 세기를 강화시킬 수도 있다. 이득 매질층에 형성된 트렌치의 형태, 개수, 길이, 방향 또는 각도 등을 조절함으로써 TE 공진 모드 또는 TM 공진 모드를 조절할 수 있다. 이득 매질층의 외부에 금속층이나 이득 매질층과 다른굴절률을 가지는 유전체층을 마련함으로써 이득 매질층에서 발생되는 레이저광을 효율적으로 구속할 수 있다. 이러한 트렌치를 포함하는 나노 스케일의 반도체 레이저 공진기는 예를 들면 전자빔 리소그래피(e-beam lithography), FIB(Focused Ion Beam) 또는 KrF 방식의 포토리소그래피에 의한 정교한 패터닝을 이용함으로써 제작될 수 있다. According to the above exemplary embodiments, the semiconductor laser resonator may be operated in a desired resonance mode at a desired wavelength by forming at least one trench on the gain medium layer in the nano-sized or micro-sized semiconductor laser resonator. In addition, the resonance mode may be selectively separated by removing the unwanted surrounding resonance mode or moving the desired resonance mode away from the unwanted surrounding resonance mode. In addition, only a desired resonance mode may selectively enhance its intensity. The TE resonance mode or the TM resonance mode may be controlled by adjusting the shape, number, length, direction, or angle of the trenches formed in the gain medium layer. By providing a metal layer or a dielectric layer having a refractive index different from that of the gain medium layer on the outside of the gain medium layer, it is possible to efficiently confine the laser light generated from the gain medium layer. A nanoscale semiconductor laser resonator including such a trench may be manufactured by using, for example, electron beam lithography, FIB (Focused Ion Beam), or KrF type photolithography by using sophisticated patterning.
이상과 같이 공진 모드의 제어가 용이한 반도체 레이저 공진기는 다양한 분야에 응용될 수 있다. 예를 들면, 광원을 나노 레이저 공진기로 구현함으로써 초고속, 저전력화 및 소형화된 온칩형 포토닉 IC(On-chip photonic IC)를 제작할 수 있다. 또한, 나노 레이저 공진기를 광신호 전달 수단으로 사용하게 되면 고속의 데이터 전송이 가능해지며, 또한 고속으로 신호를 전달할 수 있고 발열문제를 해결할 수 있는 광학적 TSV(Through-Silicon Via)를 실현할 수 있다. 그리고, 나노 레이저 공진기를 CMOS와 호환될 수 있는 고정밀 및 고속의 광학적 클럭 소스(clock source)로도 응용될 수 있다.As described above, the semiconductor laser resonator with easy control of the resonance mode can be applied to various fields. For example, by implementing the light source as a nano laser resonator, it is possible to manufacture an on-chip photonic IC (on-chip photonic IC) that is ultra-fast, low-power, and miniaturized. In addition, when the nano laser resonator is used as an optical signal transmission means, high-speed data transmission is possible, and an optical TSV (Through-Silicon Via) that can transmit signals at high speed and solve the heat problem can be realized. Also, the nano laser resonator can be applied as a high-precision and high-speed optical clock source compatible with CMOS.
100,100a,100b,100c.. 반도체 레이저 소자
110.. 기판
120,220,320.. 이득 매질층
121,221,321.. 제1 클래드층
122,222,322.. 활성층
123,223,323.. 제2 클래드층
131,231,331.. 제1 컨택층
132,232,332.. 제2 컨택층
141.. 버퍼층
142.. 절연층
150.. 금속층
160.. 전극
170.. 유전체층
191,192,193,194,195,196a,196b,197a,197b.. 트렌치
291,292,293,294,295,296a,296b,297a,297b.. 트렌치
191',192',193',194',195a',195b',196',197a',197b'.. 돌출부
291',292',293',294',295a',295b',296',297a',297b'.. 돌출부100,100a,100b,100c.. semiconductor laser device
110. Substrate
120,220,320.. gain medium layer
121,221,321.. first cladding layer
122,222,322.. active layer
123,223,323.. second cladding layer
131,231,331.. first contact layer
132,232,332.. second contact layer
141. Buffer Layer
142. Insulation layer
150.. metal layer
160. Electrodes
170. Dielectric layer
191,192,193,194,195,196a,196b,197a,197b.. Trench
291,292,293,294,295,296a,296b,297a,297b.. Trench
191',192',193',194',195a',195b',196',197a',197b'..
291',292',293',294',295a',295b',296',297a',297b'..
Claims (26)
반도체 물질을 포함하고, 적어도 하나의 트렌치에 의해 상부에 돌출되게 마련되는 적어도 하나의 돌출부를 포함하는 이득 매질층(gain medium layer)을 구비하고,
상기 적어도 하나의 트렌치는 상기 이득 매질층의 상부에서 상기 이득 매질층의 중심에 대해 대칭으로 형성되면서 서로 연결되도록 형성되고,
상기 적어도 하나의 돌출부 중 적어도 하나의 내부에 상기 레이저광이 정상파(standing wave)로 구속(confinement)되는 반도체 레이저 공진기.In a semiconductor laser resonator that absorbs energy from the outside to generate laser light,
a gain medium layer comprising a semiconductor material and comprising at least one protrusion provided to protrude thereon by at least one trench;
The at least one trench is formed in an upper portion of the gain medium layer to be connected to each other while being symmetrically formed with respect to a center of the gain medium layer,
A semiconductor laser resonator in which the laser light is confined to a standing wave in at least one of the at least one protrusion.
상기 이득 매질층의 외부에 마련되어 상기 이득 매질층에서 발생되는 레이저광을 구속시키는 금속층을 더 포함하는 반도체 레이저 공진기.The method of claim 1,
The semiconductor laser resonator further comprising a metal layer provided outside the gain medium layer to confine the laser light generated from the gain medium layer.
상기 이득 매질층과 상기 금속층 사이에 마련되어 상기 이득 매질층에서 발생되는 레이저광의 광손실을 완충시키는 버퍼층(buffer layer)을 더 포함하는 반도체 레이저 공진기. 3. The method of claim 2,
and a buffer layer provided between the gain medium layer and the metal layer to buffer optical loss of laser light generated in the gain medium layer.
상기 이득 매질층의 외부에 마련되어 상기 이득 매질층에서 발생되는 레이저광을 구속시키며, 상기 이득 매질층과는 다른 굴절률을 가지는 유전체층을 더 포함하는 반도체 레이저 공진기.The method of claim 1,
and a dielectric layer provided outside the gain medium layer to constrain laser light generated from the gain medium layer and having a refractive index different from that of the gain medium layer.
상기 이득 매질층의 하부에도 상기 레이저광이 구속되는 반도체 레이저 공진기.The method of claim 1,
A semiconductor laser resonator in which the laser light is also confined to a lower portion of the gain medium layer.
상기 이득 매질층은 원통 형상 또는 직육면체 형상을 포함하는 반도체 레이저 공진기.The method of claim 1,
The gain medium layer is a semiconductor laser resonator comprising a cylindrical shape or a rectangular parallelepiped shape.
상기 트렌치는 선형, 원형, 다각형 및 환형(ring shape) 중 적어도 하나의 평면 형상을 포함하는 반도체 레이저 공진기.The method of claim 1,
The trench includes at least one of a planar shape of a linear shape, a circular shape, a polygonal shape, and a ring shape.
상기 적어도 하나의 돌출부는 상기 이득 매질층의 외곽을 따라 배치되는 적어도 하나의 제1 돌출부를 포함하는 반도체 레이저 공진기.The method of claim 1,
and the at least one protrusion includes at least one first protrusion disposed along an outer periphery of the gain medium layer.
상기 적어도 하나의 돌출부는 상기 적어도 하나의 제1 돌출부의 내측에 마련되는 적어도 하나의 제2 돌출부를 더 포함하는 반도체 레이저 공진기.9. The method of claim 8,
The at least one protrusion further includes at least one second protrusion provided inside the at least one first protrusion.
상기 이득 매질층은 활성층을 포함하는 반도체 레이저 공진기.The method of claim 1,
wherein the gain medium layer includes an active layer.
상기 활성층은 Ⅲ-Ⅴ족 반도체 물질, Ⅱ-Ⅵ족 반도체 물질 및 양자점(Quantum Dots) 중 적어도 하나를 포함하는 반도체 레이저 공진기.11. The method of claim 10,
The active layer is a semiconductor laser resonator comprising at least one of a III-V semiconductor material, a II-VI semiconductor material, and quantum dots.
상기 이득 매질층은 상기 활성층의 상면에 마련되는 상부 클래드층 및 상기 활성층의 하면에 마련되는 하부 클래드층을 더 포함하는 반도체 레이저 공진기.11. The method of claim 10,
The gain medium layer may further include an upper clad layer provided on an upper surface of the active layer and a lower clad layer provided on a lower surface of the active layer.
상기 이득 매질층의 상면에 마련되는 제1 컨택층 및 상기 이득 매질층의 하면에 마련되는 제2 컨택층을 더 포함하는 반도체 레이저 공진기.The method of claim 1,
The semiconductor laser resonator further comprising a first contact layer provided on an upper surface of the gain medium layer and a second contact layer provided on a lower surface of the gain medium layer.
상기 제1 컨택층은 상기 적어도 하나의 돌출부에 대응되도록 마련되는 반도체 레이저 공진기.14. The method of claim 13,
The first contact layer is provided to correspond to the at least one protrusion.
상기 기판에 마련되는 것으로, 외부로부터 에너지를 흡수하여 레이저광을 발생시키는 반도체 레이저 공진기;를 포함하고,
상기 반도체 레이저 공진기는,
반도체 물질을 포함하고, 적어도 하나의 트렌치에 의해 상부에 돌출되게 마련되는 적어도 하나의 돌출부를 포함하는 이득 매질층을 구비하며,
상기 적어도 하나의 트렌치는 상기 이득 매질층의 상부에서 상기 이득 매질층의 중심에 대해 대칭으로 형성되면서 서로 연결되도록 형성되고,
상기 적어도 하나의 돌출부 중 적어도 하나의 내부에 상기 레이저광이 정상파로 구속되는 반도체 레이저 소자.Board; and
A semiconductor laser resonator that is provided on the substrate and generates laser light by absorbing energy from the outside;
The semiconductor laser resonator,
a gain medium layer comprising semiconductor material and comprising at least one protrusion provided to protrude thereon by at least one trench;
The at least one trench is formed in an upper portion of the gain medium layer to be connected to each other while being symmetrically formed with respect to a center of the gain medium layer,
A semiconductor laser device in which the laser light is confined as a standing wave in at least one of the at least one protrusion.
상기 반도체 레이저 공진기는 상기 이득 매질층의 외부에 마련되어 상기 이득 매질층에서 발생되는 레이저광을 구속시키는 금속층을 더 포함하는 반도체 레이저 소자.16. The method of claim 15,
The semiconductor laser resonator may further include a metal layer provided outside the gain medium layer to confine laser light generated from the gain medium layer.
상기 반도체 레이저 공진기는 상기 이득 매질층과 상기 금속층 사이에 마련되어 상기 이득 매질층에서 발생되는 레이저광의 광손실을 완충시키는 버퍼층을 더 포함하는 반도체 레이저 소자. 17. The method of claim 16,
The semiconductor laser resonator further includes a buffer layer provided between the gain medium layer and the metal layer to buffer optical loss of laser light generated in the gain medium layer.
상기 반도체 레이저 공진기는 상기 이득 매질층의 외부에 마련되어 상기 이득 매질층에서 발생되는 레이저광을 구속시키며, 상기 이득 매질층과는 다른 굴절률을 가지는 유전체층을 더 포함하는 반도체 레이저 소자.16. The method of claim 15,
The semiconductor laser resonator further includes a dielectric layer provided outside the gain medium layer to constrain laser light generated from the gain medium layer, and having a refractive index different from that of the gain medium layer.
상기 트렌치는 선형, 원형, 다각형 및 환형 중 적어도 하나의 평면 형상을 포함하는 반도체 레이저 소자.16. The method of claim 15,
The trench is a semiconductor laser device comprising at least one of a planar shape of a linear shape, a circular shape, a polygonal shape, and an annular shape.
상기 적어도 하나의 돌출부는 상기 이득 매질층의 외곽을 따라 배치되는 적어도 하나의 제1 돌출부를 포함하는 반도체 레이저 소자.16. The method of claim 15,
The at least one protrusion includes at least one first protrusion disposed along an outer periphery of the gain medium layer.
상기 적어도 하나의 돌출부는 상기 적어도 하나의 제1 돌출부의 내측에 마련되는 적어도 하나의 제2 돌출부를 더 포함하는 반도체 레이저 소자.21. The method of claim 20,
The at least one protrusion further includes at least one second protrusion provided inside the at least one first protrusion.
상기 이득 매질층은 활성층을 포함하는 반도체 레이저 소자.16. The method of claim 15,
wherein the gain medium layer includes an active layer.
상기 활성층은 Ⅲ-Ⅴ족 반도체 물질, Ⅱ-Ⅵ족 반도체 물질 및 양자점(Quantum Dots) 중 적어도 하나를 포함하는 반도체 레이저 소자.23. The method of claim 22,
The active layer is a semiconductor laser device comprising at least one of a III-V semiconductor material, a II-VI semiconductor material, and quantum dots.
상기 이득 매질층은 상기 활성층의 상면에 마련되는 상부 클래드층 및 상기 활성층의 하면에 마련되는 하부 클래드층을 더 포함하는 반도체 레이저 소자.23. The method of claim 22,
The gain medium layer may further include an upper clad layer provided on an upper surface of the active layer and a lower clad layer provided on a lower surface of the active layer.
상기 반도체 레이저 공진기는 상기 이득 매질층의 상면에 마련되는 제1 컨택층 및 상기 이득 매질층의 하면에 마련되는 제2 컨택층을 더 포함하는 반도체 레이저 소자.16. The method of claim 15,
The semiconductor laser resonator may further include a first contact layer provided on an upper surface of the gain medium layer and a second contact layer provided on a lower surface of the gain medium layer.
상기 제1 컨택층 및 상기 제2 컨택층과 전기적으로 연결되는 복수의 전극을 더 포함하는 반도체 레이저 소자.26. The method of claim 25,
The semiconductor laser device further comprising a plurality of electrodes electrically connected to the first contact layer and the second contact layer.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020150138004A KR102384228B1 (en) | 2015-09-30 | 2015-09-30 | Semiconductor laser resonator and Semiconductor laser device having the same |
US15/134,506 US10211597B2 (en) | 2015-09-30 | 2016-04-21 | Semiconductor laser resonator and semiconductor laser device including the same |
EP16186465.7A EP3151348B1 (en) | 2015-09-30 | 2016-08-31 | Semiconductor laser resonator and semiconductor laser device including the same |
CN201610852546.9A CN106816809B (en) | 2015-09-30 | 2016-09-26 | Semiconductor laser resonator and semiconductor laser device including the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020150138004A KR102384228B1 (en) | 2015-09-30 | 2015-09-30 | Semiconductor laser resonator and Semiconductor laser device having the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20170038521A KR20170038521A (en) | 2017-04-07 |
KR102384228B1 true KR102384228B1 (en) | 2022-04-07 |
Family
ID=56851494
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020150138004A KR102384228B1 (en) | 2015-09-30 | 2015-09-30 | Semiconductor laser resonator and Semiconductor laser device having the same |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10211597B2 (en) |
EP (1) | EP3151348B1 (en) |
KR (1) | KR102384228B1 (en) |
CN (1) | CN106816809B (en) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101914274B1 (en) * | 2016-12-16 | 2018-11-01 | 재단법인 대구경북과학기술원 | Unidirectionally emitting micro disk |
KR102646790B1 (en) | 2017-02-07 | 2024-03-13 | 삼성전자주식회사 | Laser resonator and laser resonator array |
CN108879322B (en) * | 2018-06-15 | 2023-05-09 | 华侨大学 | Semiconductor laser based on metal microcavity and manufacturing method thereof |
KR102563217B1 (en) * | 2018-10-31 | 2023-08-04 | 쑤저우 레킨 세미컨덕터 컴퍼니 리미티드 | A surface-emitting laser device and light emitting device including the same |
KR102196386B1 (en) * | 2019-07-10 | 2020-12-29 | 경북대학교 산학협력단 | Laser Diode, Optic Integrated Device, and a method for fabricating the same |
DE102020200468A1 (en) * | 2020-01-16 | 2021-07-22 | OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung | SEMICONDUCTOR LASER DIODE AND METHOD OF MANUFACTURING A SEMICONDUCTOR LASER DIODE |
US20230299550A1 (en) * | 2022-03-08 | 2023-09-21 | AOSense, Inc. | Low-strain mounting method for a transportable optical resonator |
KR20230170844A (en) | 2022-06-11 | 2023-12-19 | 이하늘 | Semi-automatic enticing rail |
WO2024061682A1 (en) * | 2022-09-19 | 2024-03-28 | Ams-Osram International Gmbh | Edge emitting laser device and method of processing an edge emitting laser device |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20140328363A1 (en) * | 2013-05-02 | 2014-11-06 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Ridge waveguide semiconductor laser diode and method for manufacturing the same |
Family Cites Families (50)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3546280A1 (en) * | 1985-12-28 | 1987-07-30 | Schott Glaswerke | SOLID LASER BAR FOR HIGH PERFORMANCE |
CA2068899C (en) * | 1991-09-17 | 1997-06-17 | Samuel Leverte Mccall | Whispering mode micro-resonator |
DE4240706A1 (en) | 1992-12-03 | 1994-06-09 | Siemens Ag | Surface emitting laser diode |
US5825799A (en) * | 1995-05-25 | 1998-10-20 | Northwestern University | Microcavity semiconductor laser |
DE69601948T2 (en) * | 1995-09-29 | 1999-08-05 | British Telecomm | OPTICAL RESONANCE STRUCTURE |
US6134257A (en) * | 1998-04-21 | 2000-10-17 | Lucent Technologies Inc. | Solid state laser for operation in librational modes |
GB9916145D0 (en) | 1999-07-10 | 1999-09-08 | Secr Defence | Control of polarisation of vertical cavity surface emitting lasers |
US6501783B1 (en) | 2000-02-24 | 2002-12-31 | Lucent Technologies Inc. | Distributed feedback surface plasmon laser |
US6400744B1 (en) | 2000-02-25 | 2002-06-04 | Lucent Technologies, Inc. | Apparatus comprising a quantum cascade laser having improved distributed feedback for single-mode operation |
GB0012167D0 (en) * | 2000-05-20 | 2000-07-12 | Secr Defence Brit | Improvements in photo detectors |
EP1180832A3 (en) * | 2000-08-11 | 2004-10-13 | Litton Systems, Inc. | Wedge-shaped microresonator and associated microlaser assembly |
WO2002103866A1 (en) | 2001-06-15 | 2002-12-27 | Nichia Corporation | Semiconductor laser element, and its manufacturing method |
DE10214120B4 (en) * | 2002-03-28 | 2007-06-06 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Optically pumpable surface emitting semiconductor laser device |
JP2004140141A (en) * | 2002-10-17 | 2004-05-13 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor laser |
KR100518835B1 (en) | 2002-12-02 | 2005-10-05 | 삼성전자주식회사 | Resonant cavities utilizing photonic crystals |
JP4641736B2 (en) * | 2003-10-28 | 2011-03-02 | ソニー株式会社 | Surface emitting semiconductor laser, method of manufacturing the same, and optical apparatus |
JP2007511081A (en) | 2003-11-13 | 2007-04-26 | オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | Optically pumped semiconductor laser device |
JP4463569B2 (en) | 2004-01-14 | 2010-05-19 | パナソニック株式会社 | Laser equipment |
US20050249254A1 (en) * | 2004-04-14 | 2005-11-10 | Deppe Dennis G | Current-confinement heterostructure for an epitaxial mode-confined vertical cavity surface emitting laser |
JP2008513984A (en) | 2004-09-22 | 2008-05-01 | オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | Surface emitting semiconductor laser device and method for manufacturing surface emitting semiconductor laser device |
WO2006075498A1 (en) * | 2005-01-11 | 2006-07-20 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Dielectric resonator device, oscillator device and transmitting/receiving device |
JP4548345B2 (en) * | 2006-01-12 | 2010-09-22 | セイコーエプソン株式会社 | Surface emitting semiconductor laser |
DE102006011284A1 (en) | 2006-02-28 | 2007-08-30 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Semiconductor laser device, has pumping radiation source and vertical section is configured so as to be index guiding for pumping radiation in lateral direction perpendicular to main direction of pumping radiation |
US20070217472A1 (en) * | 2006-03-14 | 2007-09-20 | Doug Collins | VCSEL semiconductor devices with mode control |
JP5250999B2 (en) * | 2006-06-08 | 2013-07-31 | ソニー株式会社 | Surface emitting semiconductor laser |
JP2008034795A (en) * | 2006-07-07 | 2008-02-14 | Seiko Epson Corp | Surface-emitting semiconductor laser |
CN101325311B (en) * | 2007-06-15 | 2010-06-02 | 中国科学院半导体研究所 | Square micro-cavity laser with output waveguide |
US7764852B2 (en) * | 2007-07-30 | 2010-07-27 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Microresonantor systems and methods of fabricating the same |
JP5278868B2 (en) * | 2007-09-18 | 2013-09-04 | 国立大学法人 東京大学 | Light emitting element |
JP4514832B2 (en) * | 2008-02-29 | 2010-07-28 | 株式会社フジクラ | Substrate type optical waveguide device, chromatic dispersion compensation device, optical filter, optical resonator, and design method thereof |
US8891571B2 (en) | 2008-05-02 | 2014-11-18 | Ricoh Company, Ltd. | Vertical cavity surface emitting laser device, vertical cavity surface emitting laser array, optical scanning apparatus, image forming apparatus, optical transmission module and optical transmission system |
ITPI20080039A1 (en) * | 2008-05-05 | 2009-11-06 | Scuola Normale Superiore | CIRCULAR LASER WITH SEMICONDUCTOR WITH RETICLES FOR VERTICAL EMISSION |
FR2932616B1 (en) * | 2008-06-13 | 2010-07-30 | Commissariat Energie Atomique | TERAHERTZ WAVE EMISSION LASER DEVICE |
WO2010104909A2 (en) | 2009-03-10 | 2010-09-16 | President And Fellows Of Harvard College | Plasmonic polarizer |
KR20100133191A (en) | 2009-06-11 | 2010-12-21 | 삼성전자주식회사 | Semiconductor laser diode, printer head, and image forming apparatus employing the same |
JP5841546B2 (en) | 2010-01-29 | 2016-01-13 | ヒューレット−パッカード デベロップメント カンパニー エル.ピー.Hewlett‐Packard Development Company, L.P. | Multimode monolithic vertical cavity surface emitting laser array and laser system including the same |
JP2011187580A (en) * | 2010-03-05 | 2011-09-22 | Sony Corp | Self-oscillation type semiconductor laser element and driving method of the same |
KR20120027713A (en) | 2010-09-13 | 2012-03-22 | 삼성전자주식회사 | Surface plasmon band-edge laser |
US8670476B2 (en) * | 2010-09-14 | 2014-03-11 | The Board Of Trustees Of The University Of Illinois | Distributed reflector in a microring resonator |
KR101160774B1 (en) | 2010-10-25 | 2012-06-28 | 중앙대학교 산학협력단 | Ringresonator using slotwaveguide, ringresonator sensor including the same and microresonator apparatuses for sensing including ringresonator sensor |
WO2012082523A2 (en) * | 2010-12-16 | 2012-06-21 | California Institute Of Technology | Chemically-etched nanostructures and related devices |
KR101749612B1 (en) | 2010-12-23 | 2017-06-21 | 엘지전자 주식회사 | Mobile terminal |
US8848756B2 (en) | 2011-09-16 | 2014-09-30 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Surface plasmon laser |
FR2990072B1 (en) * | 2012-04-30 | 2015-05-22 | Commissariat Energie Atomique | TERAHERTZ WAVE EMISSION LASER DEVICE HAVING A STRUCTURED STRUCTURE |
DE102012214970A1 (en) * | 2012-08-23 | 2014-03-20 | Trumpf Laser Gmbh + Co. Kg | Solid-state laser device |
US9042418B2 (en) * | 2013-02-11 | 2015-05-26 | California Institute Of Technology | III-V photonic crystal microlaser bonded on silicon-on-insulator |
US9625647B2 (en) * | 2014-01-29 | 2017-04-18 | The University Of Connecticut | Optoelectronic integrated circuit |
US9403237B2 (en) * | 2014-03-12 | 2016-08-02 | Oewaves, Inc. | Systems and methods for removing mode families |
US20160056611A1 (en) | 2014-08-25 | 2016-02-25 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor laser resonator and semiconductor laser device including the same |
CN104283109A (en) * | 2014-09-26 | 2015-01-14 | 中国科学院半导体研究所 | Silicon-based micro-cavity laser based on metal limit cooling structure and method for manufacturing silicon-based micro-cavity laser |
-
2015
- 2015-09-30 KR KR1020150138004A patent/KR102384228B1/en active IP Right Grant
-
2016
- 2016-04-21 US US15/134,506 patent/US10211597B2/en active Active
- 2016-08-31 EP EP16186465.7A patent/EP3151348B1/en active Active
- 2016-09-26 CN CN201610852546.9A patent/CN106816809B/en active Active
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20140328363A1 (en) * | 2013-05-02 | 2014-11-06 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Ridge waveguide semiconductor laser diode and method for manufacturing the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20170038521A (en) | 2017-04-07 |
CN106816809B (en) | 2021-07-02 |
US10211597B2 (en) | 2019-02-19 |
US20170093129A1 (en) | 2017-03-30 |
EP3151348A2 (en) | 2017-04-05 |
EP3151348B1 (en) | 2020-04-08 |
CN106816809A (en) | 2017-06-09 |
EP3151348A3 (en) | 2017-05-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102384228B1 (en) | Semiconductor laser resonator and Semiconductor laser device having the same | |
JP7264352B2 (en) | Topological insulator laser system | |
KR100759603B1 (en) | Vertical cavity surface emitting laser device | |
JP4612844B2 (en) | Three-dimensional periodic structure and functional element having the same | |
JP4921038B2 (en) | Resonator and light emitting device using the same | |
JP6112708B2 (en) | Metamaterial | |
JP2007273730A (en) | Two-dimensional photonic crystal surface emitting laser light source | |
JP7420416B2 (en) | Topological photonic crystal resonator and its use in lasers | |
JP6251159B2 (en) | Optical element | |
JP2013165152A (en) | Plasmon thin film laser | |
JP2008034697A (en) | Resonator and device having the same | |
JP6919549B2 (en) | Nanowire optical device | |
US20160056611A1 (en) | Semiconductor laser resonator and semiconductor laser device including the same | |
CN100349340C (en) | 2.5-dimensional photon crystal-face transmitting laser | |
JP2018032751A (en) | Nanowire laser | |
JP2007133332A (en) | Waveguide and device having the same | |
JP5309877B2 (en) | Photonic crystal surface emitting laser element | |
KR102646790B1 (en) | Laser resonator and laser resonator array | |
JP2008052127A (en) | Waveguide and light emitting device having same | |
JP2014182371A (en) | Multi-mode interference device and operation method for optical signal | |
WO2020013171A1 (en) | Photonic crystal optical element | |
WO2014030361A1 (en) | Laser reflecting mirror and surface emitting laser device using same | |
JP6324843B2 (en) | Optical confinement structure | |
JP5336556B2 (en) | Optical resonator and manufacturing method thereof | |
KR20160024736A (en) | Semiconductor laser resonator and Semiconductor laser device having the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |